Термометры сопротивления (ТС).

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Термометр сопротивления это термометр, как правило, в металлическом или керамическом корпусе, чувствительный элемент которого представляет собой резистор, выполненный из металлической проволоки или пленки и имеющий известную зависимость электрического сопротивления от температуры. Самый популярный тип термометра – платиновый ТС, это объясняется высоким температурным коэффициентом платины, ее устойчивостью к окислению и хорошей технологичностью. В качестве рабочих средств измерений применяются также медные и никелевые термометры.

Принцип работы термометров сопротивления основан на использовании зависимости электрического сопротивления веществ от их температуры. Если для материала, из которого изготовлен термометр, известна эта зависимость, то по электрическому сопротивлению тела можно определить его температуру. Для измерения температуры прибор должен иметь тепловоспринимающий элемент (датчик), которым является термометр сопротивления, и вторичный прибор, измеряющий электрическое сопротивление датчика. Нагрев датчика приводит к росту его электрического сопротивления, что фиксируется на приборе, шкала которого может быть градуирована в градусах Цельсия.

Главное преимущество термометров сопротивления – широкий диапазон температур, высокая стабильность, близость характеристики к линейной зависимости, высокая взаимозаменяемость. Недостаток термометров и чувствительных элементов сопротивления – необходимость использования для точных измерений трех- или четырех- проводной схемы включения, т.к. при подключении датчика с помощью двух проводов, их сопротивление включается измеренное сопротивление термометра.

22. В поплавковом уровнемере чувствительный элемент – поплавок, плавающий на поверхности жидкости. Поплавок перемещается вверх или вниз вместе с перемещением контролируемого уровня жидкости. Его перемещение передается на показывающее устройство или на преобразователь перемещения в электрический сигнал. Наиболее простым типом поплавковых приборов является прибор тросового типа. Поплавок через гибкий трос связан с вращающимся шкивом. Для уравновешивания всей системы на конце троса закреплен противовес.

С изменением уровня контролируемой жидкости происходит перемещение поплавка и троса. Для сигнализации минимального и максимального уровней на тросе устанавливаются два ограничителя уровня, которые при достижении заданного уровня перекидывают коромысло, что приводит к переключению сигнальных электрических контактов. Перемещением ограничителей уровня можно изменять диапазон сигнализации поплавкового прибора.

Приборы тросового типа нельзя применять в резервуарах, находящихся под избыточным давлением, при низких температурах или в пожаро- и взрывоопасных жидкостях.

23. В большинстве случаев перемещение поплавка, обусловленное изменением уровня жидкости, передается на индуктивный датчик, как показано на рисунке 1. Благодаря отсутствию сальника и связанного с ним трения достигается более точная индикация уровня, чем это имеет место при других электромеханических методах. Для точных измерений необходима установка механических направляющих движений поплавка и ферромагнитного сердечника индуктивного датчика.

На рисунке показан уровнемер, разработанный специально для резервуаров высокого давления. Трубчатый поплавок (в емкостях высокого давления сплошной алюминиевый стержень) свободно подвешен на пружине. В зависимости от уровня жидкости в резервуаре на стрежень в больше или меньшей степени действует подъемная сила, вследствие чего пружина сжимается и соответственно укорачивается. При этом важно, чтобы стержень не погружался полностью. Поплавок с помощью стержня из немагнитного материала соединен с плунжером соленоидного дифференциально-трансформаторного датчика. Плунжер перемещается в прочной герметичной гильзе из отпущенной легированной стали с содержанием 0,2% ванадия. Гильза расположена в передающей системе, содержащей первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка этой схемы дифференциального трансформатора состоит из двух встречно включенных полуобмоток.

24. Приборы для непрерывного слежения за уровнем принято называть уровнемерами, приборы для сигнализации о предельных значениях уровня - сигнализаторами уровня.

Все приборы для измерения уровня (уровнемеры и сигнализаторы) можно классифицировать по принципу действия, в основу которого берутся различные физические методы.

· Визуальные приборы измерения уровня (указатели уровня) действие которых основано на принципе сообщающихся сосудов.

· Поплавковые приборы измерения уровня - в которых для измерения уровня используется поплавок или другое тело, находящееся на поверхности контролируемой среды.

· Буйковые приборы измерения уровня - в которых для измерения уровня используется массивное тело (буёк), частично погружаемое в контролируемую среду.

· Гидростатические приборы измерения уровня - действие которых основано на измерении гидростатического давления столба жидкости.

· Емкостные приборы измерения уровня - действие которых основано на том, что диэлектрическая проницаемость водных растворов солей, кислот и щелочей отличается от диэлектрической проницаемости воздуха либо водных паров.

· Ультразвуковые приборы измерения уровня - действие которых основано на принципе отражения звуковых волн от поверхности контролируемой среды.

· Радарные (микроволновые) приборы измерения уровня - в основу действия которых заложен принцип отражения электромагнитного сигнала высокой частоты от поверхности контролируемой среды.

· Радиоизотопные приборы измерения уровня - основанные на использовании интенсивности потока ядерных излучений, зависящих от уровня контролируемой среды.

Использование всего многообразия методов измерения позволяет контролировать уровень самых разных сред: жидких (чистых, загрязнённых), пульп, вязких, твёрдых сыпучих различной дисперсности.

При выборе типа уровнемера приходится также учитывать и другие физические и химические свойства контролируемой среды, которые могут повлиять на ход процесса контроля или на работоспособность самого прибора: температура, давление, абразивные свойства, взрывоопасность, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и другие.

25. Сигнализаторы уровня являются наиболее распространёнными устройствами автоматики. В промышленности для измерения и сигнализации уровня различных жидкостей в ёмкостях используют различные способы. Измерители и сигнализаторы уровня могут быть радарного типа, когда от прибора к поверхности жидкости посылается ультразвуковой сигнал или электромагнитная волна микроволнового диапазона и по времени задержки отражённой волны вычисляется дистанция. Часто применяются поплавковые датчики - при всплытии поплавка срабатывает контактный или бесконтактный сигнализатор. Иногда уровень жидкости в ёмкости определяют по давлению на входе датчика, вваренного в её нижнюю часть. Очень распространены вибрационные датчики, которые представляют собой генератор и резонаторы камертонного типа, которые погружаются в измеряемую среду. При резком изменении добротности резонансной системы прибор выдаёт соответствующий сигнал. Имеются системы, основанные на измерении затухания ультразвуковой волны, распространяющейся по стенке ёмкости от излучателя, располагаемого на уровне уставки сигнализации до приёмника, расположенного по горизонтали на некотором расстоянии. Бывают даже радиоизотопные приборы, просвечивающие стенку ёмкости, на противоположной стороне которой располагается счётчик Гейгера. Достаточно распространены ёмкостные сигнализаторы, представляющие собой контрольные электроды, покрытые изолирующим слоем, например, фторопластом. Когда жидкость покрывает электроды, подключенные к генератору, увеличивается электрическая ёмкость электрода относительно стенок резервуара или рядом расположенного вспомогательного электрода, изменение которой измеряет вторичный прибор. Для сигнализации уровня электропроводных неагрессивных жидкостей чаще всего применяют контрольные электроды, представляющие собой прут из нержавеющей стали или иного материала, не подверженного окислению, закреплённый на специальном изоляторе - зонде, который имеет крепёжные элементы. Если в измеряемой ёмкости отсутствуют механические устройства для перемешивания и измеряемая жидкость находится в спокойном состоянии - контрольные электроды устанавливают сверху. Для сигнализации нормативных уровней электроды выполняют разной длины, с расчётом, чтобы по достижению заданного уровня жидкость коснулась нижней части электрода. Для исключения эффекта поляризации - процесса электролиза на поверхности электродов, приводящего к образованию плохо проводящей корки - на контрольные электроды должен подаваться переменный ток с высокой степенью симметрии, необязательно синусоидальный. Простейшие сигнализаторы, использующие принцип измерения сопротивления постоянному току между контрольным электродом и вспомогательным, схемы которых часто публикуются в радиолюбительской литературе, практически неработоспособны из -за быстрого увеличения сопротивления в цепи электродов по причине поляризации, что приводит к отказу сигнализатора.

26. Принцип действия буйковых уровнемеров основан на широко известном физическом явле­нии, описанном в законе Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, которая пропорциональна весу вы­тесненной телом жидкости.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов