прибора

Необходимость проведения в рабочих условиях экспериментальной настройки прибора (выбор диапазона измерений, установка указателя прибора на начальную и конечную отметки шкалы) является существен­ным недостатком этого уровнемера. К недостаткам следует также отнес­ти некоторую нелинейность статической характеристики прибора.

Принципиальная электрическая схема прибора изображена на рис.12,б.

Источником питания электрической схемы служит блок питания 6П, состоящий из согласующего трансформатора Тр1, ко вторичной обмот­ке которого подключен двухтактный выпрямитель, собранный на диодах Д1, Д2. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения служит

П-образный фильтр, образованный емкостями C1,С2 и резис­тором R1. Стабилизация амплитуды выпрямленного напряжения обеспечи­вается стабилитронами Ст1 и Ст2. Блок питания служитдля питания напряжением постоянного тока эмиттерно-коллекторных цепей генератора высокочастотных колебаний, усилительного блока и оконечного каскада прибора.

Генератор высокочастотных колебаний Гслужит для питания индуктивно-емкостного моста измерительной схемы И С напряжением переменного синусоидного тока частотой 100 кГц. Он собран на транзис­торе ПП1, в коллекторную цепь которого включен колебательный кон­тур, образованный индуктивностью L1 и емкостями С3 и С4. Емкость C5 играет роль обратной связи. Сопротивление R2 и R3образуют делитель напряжения, подводимогшо от источника питания 6П. Выход­ное напряжение частотой 100 кГц снимается с резистора R4и через разделительный конденсатор С6 подается на трансформатор Тр2.. Вторич­ная обмотка. Тр2 образует индуктивные плечи L2 и L3 измеритель­ного моста. Построечная емкость С9, емкость С7 (перемычки 1-2 при диапазоне емкости датчика 0 ♦ 300 пФ) или емкости С8, С10 (перемычки 1-3,1-4 при диапазоне емкости датчика 0 ♦ 600 пФ), ели емкости С8,С11 (перемычки 1-3,1-5 при емкости датчика 0 ♦ 1200 пФ) образу­ют емкостные плечи моста.

Сигнал разбаланса моста через делитель напряжения R5, R6 подает­ся на вход первого каскада усилителя, собранного на транзисторе ПП2.

Выходной сигнал с первого каскада усиления через разделительный конденсатор С12 и делитель напряжения R8, R9 подается на второй каскад усиления, собранный на транзисторе ППЗ. Регулируемый резистор R11 и емкость С15служат для изменения уровня выходного сигналасо второго каскада усиления.

4. ОПИСАНИЕ СТОЩА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Функциональная схема лабораторного стенда представлена на. рис.13,а принципиальная схема электрических соединений на рис.14. Стенд состоит из двух баков с водомерными стеклами. В баки поступает пода из водопроводной сети. Расход воды из бака осуществляется свобод­ным сливом. На линии оттока установлен стеклянный ротаметр типа РС-3 (п.1). В баке № I установлены три первичных преобразователя (п.2а, 26, 2в) кондуктометрического сигнализатора уровня (п.2г), используемого для двухпозиционного регулирования и сигнализации уровня воды. Здесь же установлен первичный преобразователь (п.5а) емкостного инди­катора уровня ЭИУ (п.5б), выходной сигнал с которого подается на автоматический самопишущий потенциометр КСП-4 (п.5в). В баке № 2 ус­тановлен первичный преобразователь (п.3а) полупроводникового реле уровня ПРУ-5 (п.3б) и первичный преобразователь (п.4а) емкостного сигнализатора уровня ЭСУ-3 (п.46). Подача воды в баки осуществляет­ся путем включения исполнительных механизмов электромагнитного типа (п.6) или электродвигательного (п.7). Сигнализатор ESP-50 исполь­зуется для двухпозиционного регулирования уровня в баке №I между, нижним и средним первичными преобразователями), для световой сигнализации уровня ниже нижнего первичного преобразователя (лампа НL2), для световой сигнализации нормального

Рис 13

уровня Между нижним и средним первичными преобразователями (лампы HL3) и для звуковой сигнали­зации аварийного уровня выше верхнего первичного преобразователя (звонок НА1). Реле уровня ПРУ-5 используется для двухпозиционного регулирования уровня в баке №2 в диапазоне настройке дифференциала реле. Сигнализатор ЭСУ-3 используется для звуковой (звонок НА1) и оветсвой (лампа HL4) сигнализации аварийного верхнего уровня во­ды в баке № 2. Уровень может измеряться и регистрироваться (запись на диаграмме) с помощью индикатора уровня и потенциометра. Переклю­чатель SA1 используется для включения питания приборов, переключа­тель SA2 –д ля переключения систем регулирования и сигнализации на бак №I или бак «2, переключатель SА3 - для подключения элек­тромагнитного или электродвигательного исполнительных механизмов, переключатель SА4 - для подключения системы измерения и регистра­ции. Кнопка SB1 служит для снятия звукового сигнала.

При подаче питания на схему управления и сигнализации (ключ SА1 за кнут) загорается сигнальная лампа НLI (рис. 14). При переключении

переключателя SА2 в положение I питание подается на сигнализатор ESP-50 В начальный момент времени (отсутствие воды в баке) нор­мально закрытие контакты его реле 1P и 2Р (см.рис.9) замкнуты, в результате чего получают питание обмотки реле Р1_м и Р2_в. Своими нормально разомкнутыми контактами последние подают питание в обмотку исполнительного реле Р5. При переключении SА3 в положение Сб питание подается на электромагнитный исполнительный механизм, а при положении ПР питание подается на электродвигательный механизм. При этом соответствующий исполнительный механизм открывает свой рабочий орган и в бак № I поступает вода. Второй нормально открытый контакт Р1_Н служит для включения лампы HL2, сигнализирующей об уровне воды ниже нормы. При достижении уровнем воды нижнего электрода-датчи­ка реле P1_H отключается, но за счет самоблокировки реле Р5 продолжает находиться под питанием и вода продолжает поступать вблок № I. Лампа же НL2. отключается и включается лампа HL3 (контакты Р2_в. Р1_н и Р3_а замкнуты). При достижении уровнем воды среднего электрода-датчика, отключается реле P2_в. При этом размыкается цепь питания реле Р5 и исполнительные механизмы прекращают подачу в воды. При снижении уровня ниже нижнего электрода-датчика снова происходит включение исполнительных механизмов и вода начинает поступать в бак №I При аварийном состоянии объекта, т.е. когда вода поднимается выше верх­него электрода -датчика, цепь

питания лампы НL3 размыкается, так как получает питание реле P3_а и замыкается цепь питания понижаю­щего трансформатора Тр, В результате получает питание обмотка электромагнита звонка НА1 и срабатывает звуковая Сигнализация. Снятие звукового сигнала происходит с помощью кнопки SB1 блокирующего реле Р6. При переключении SА2 в положение 2, питание подается на реле уровня П РУ-5 и сигнализатор ЭСУ-3 при положении воды ниже нижнего уровня срабатывает ПРУ-5, его выходное реле P1 включено и нормально открытые контакты разомкнуты (см. рис.7).Вследствие этого обмотка реле Р7 (рис.14) обесточена к оно своим нормально замкну­тым контактом подает питание в цепь исполнительного реле P5. Послед­нее включает исполнительные механизмы на открытие рабочего органа и вода поступает в бак № 2. При повышении уровня воды выше верхнего уровня срабатывает выходное реле ПРУ-5, реле Р7 получает питание, реле P5 отключается и исполнительные механизмы прекращает подачу воды. При достижении водой аварийного уровня в баке № 2, определяе­мого положением первичного преобразователя сигнализатора уровня

ЭCУ-3 срабатывает выходное реле P1 сигнализатора (см.рис. 10,б). Его нормально открытие контакты запитывают обмотку реле Р4(рис.I4), которое своими нормально открытыми контактами подает питание в цепь звуковой сигнализация (питание трансформатора Тр) и световой сигнализации - лампа. НL4.

Питание в схему измерения и регистрации подается включением переключателя SА4. -При этом первичный преобразователь индикатора уровня монет быть установлен как в баке №I, как и в баке № 2.

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

После ознакомления с принципом действия и устройством приборов для измерения и сигнализации уровня, а также устройством.лаборатор­ного стенда, требуется произвести:

I)настройку реле уровня ПРУ-5 на заданную зону нечувствитель­ности (диапазон регулирования);

2)тарировку шкалы потенциометра в единицах уровня;

3)определить погрешность обрабатывания сигнализаторов уровня.

Настройка реле уровня ПРУ-5 на заданную зону нечувствителности, (диапазон регулирования)

После задания преподавателем величины настройки зоны нечувстви­тельности, включить систему бака № 2 на наполнение (переключатель

SA2 в положение 2, переключатель SA3 в положение CВ).Установить по водомерному стеклу первоначальную настройку зоны нечувствительности. Установить переключатель SА2 в нейтральное положение,

Б соответствии с требуемой величиной зоны нечувствительности, по сравнении с первоначальной, повернуть рукоятку „ Hysterese" электронного блока реле по часовой стрелке (увеличение зоны нечув­ствительности) или против часовой стрелки (уменьшение зона нечувстви­тельности). Установить переключатель SA2 в положение 2. По водомерному стеклу замерить полученную зону нечувствительности. При отклоне­нии ее более чем на 10 мм от заданной, повторить операции настройки. Результаты измерений записать в табл. I

На лабораторном стенде установлено реле уровня производства фирмы MertiK ГДР, принцип действия и устройство которого аналогичны принципу действия иустройству реле ПРУ-5.

Таблица 1

Тарировка шкалы потенциометра

Установить первичный преобразователь индикатора уровня в бак №I или бак №2.

Установить индикатор ЭИУ на первый диапазон измерения. Включить переключатели SА1 к SA4. Переключатель SA3 установить в положе­ние ПР. Включить потенциометр КСП4 дать ему прогреться 5 минут. При установке первичного преобразователя ЭИУ в баке №I переключатель SА2 установить в положение 2, при установке в баке № 2 в положение I.

В момент, когда стрелка потенциометра отклонится от исходной от­метки, зафиксировать по водомерной шкале величину уровня, соответству­ющую "О" по шкале потенциометра, и в дальнейшем записать в табл.2 величины уровня, соответствующие оцифрованным отметкам шкалы потенцио­метра. При достижении максимального уровня переключатель SA2 устано­вить в противоположное положение и повторить операцию тарировки при снижении уровня до минимального.

Провести тарировку потенциометра на втором и третьем диапазонах индуктора уровня.

По данным табл.2 построить тарировочные графики системы измере­ния уровня для трех диапазонов измерения индикатора уровня.

Таблица 2

Дать заключение о влиянии диапазона настройки индикатора уровня на порог чувствительности и чувствительность системы измерения уровня.

Определение погрешности срабатывания сигнализаторов уровня Включить переключатель SA1. Переключатель SA3 установить в положение СВ. Переключатель SA2 установить в положение I при эnj м будет подключен сигнализатор ESP-50. При достижении уровнем воды в баке крайних положений, соответствующих верхнему и нижнему пределу регулирования уровня, по водомерному стеклу определить эти
значения уровня. Данные записать в табл.3. Повторить измерения трижды. Переключатель SA2 установить в положение 2. При этом в схему регулирования будет включено реле уровня ПРУ-5. Провести измерения в том же порядке, что и для сигнализатора ESP - 5 Результатs занесет в табл.З.

Переключатель SА2 установить в положение 2. Переключатель SА3 установить в положение ПР а после открытия рабочего орга­на установить в нейтральное положение. При достижения уровнем воды первичного преобразователя ЭСУ-3 по загоранию сигнальной лампочки HL с помощью водомерного стекла определить уровень, при кото­ром сработал сигнализатор. Закрыть ручной вентиль подачи воды я пос­ле снижения уровня вода в баке вновь его открыть, повторив определе­ние уровня срабатывания сигнализатора. Замер провести трижды. Резуль­таты измерений занести в табл.3.

По полученным экспериментальным данным определить максимальную погрешность срабатывания сигнализаторов как максимальную разницу из трех полученных значений уровня.

Дать заключение о точности срабатывания сигнализатор уровня, использующих различные принципы действия.

Таблица 3

6. Оформление отчета.

Во отчете должна быть представлена принципиальная схема одного из изученных приборов по указанию преподавателя, таблица экспериментальных данных, тарировочный график потенциометра и необходимые выводы о работе исследуемых приборов, оценка точности измерений.

ЛИТЕРАТУРА

1.Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы.
Справочное пособие /Под ред. Б.Д.Кошарского.-Л.Машиностросние.
-1976, 455 с.

2.Аниканова М.И., Гладкова И.Н. Современные методы контроля
уровня. Обзор.-М.:ЦНИИТЭШ1риборостроения, I978.-56 с.

3.Вайнберг А.Я. Приборы технологического контроля в молочной
промышленногти.-45,:Пищевая промышленность, 1971.-844 с.

4.Кулаков М.В. Технологические изменения и приборы для химичес­
ких процессов.-М.:Машиностроение,196б.-500 с.

5.Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой
промышленности.-М.;Пищевая промышленность,1973.-368 с.

6.Приборы для контроля количества, расхода, уровня и приборы
контроля добычи, хранения и транспорта нефти и газа. Номенклатурный
справочник.-М.: ВДИИТЭШряборостуоения, I972.-156 с.

7.Радугин С.С. и др. Современные принципы построения приборов
контроля уровня. Обзор -М.ВДИИТЭИПриборостроения, 1975.-152 с.

Поиск по сайту: