Технические измерения и приборы

 

 

 

Процесс стерилизации консервов  требует точного соблюдения технологического режима, постоянного внимания обслуживающего персонала, быстрой реакции на изменение  параметров и правильного управления регулирующими органами. Эти требования при ручном управлении и регулировании  трудновыполнимы. Поэтому стерилизация была одним из первых автоматизированных процессов в рыбообрабатывающей промышленности. Стерилизация консервов  протекает по программе, задаваемой формулой стерилизации. Основные параметры  регулирования – температура  и давления в автоклаве. Для автоматизации  контроля и регулирования процесса стерилизации в вертикальном автоклаве  могут быть использованы программный  регулятор температуры ПРТ-3 и  регулятор давления РД-1, разработанные институтом «Пищепром-автоматика». Автоклав оборудован четырьмя регулирующими клапанами 1,2,3,4 с мембранными исполнительными механизмами типа ВО (воздух открывает) на магистралях подачи пара, охлаждающей воды, воздуха и слива. Температура в автоклаве измеряется манометрическим термометром 5 с пневматическим сигналом, а давление – манометром 6, также имеющим пневмовыход. Программа изменения температуры во времени разрабатывается командно-программирующим устройством 7 с задатчиком 8. Регулирование температуры по программе осуществляется регуляторами 9 и 10, управляющими подачей пара и воды. Программа изменения давления вырабатывается программирующим устройством 11 в зависимости от температуры в автоклаве. Регулирование давления осуществляется пропорциональными регуляторами 12 и 13, управляющими подачей воздуха в автоклав и выпуском воды из него. Органами настройки регулятору устанавливают программу режима автоматического управления процессом стерилизации. Для этого должны быть заданы следующие технологические параметры:

- начальная температура  воды в автоклаве t ;

- температура стерилизации  t ;

- конечная температура  воды в автоклаве t

- продолжительность нагрева  воды в автоклаве τ

от начальной температуры  до температуры стерилизации, либо скорость нагрева υ ;

- продолжительность охлаждения  воды в автоклаве τ от температуры стерилизации до конечной температуры или скорость охлаждения υ ;

- продолжительность собственно  стерилизации τ ;

- максимальное давление  в автоклаве в период собственно  стерилизации 

р .

На рисунке показана принципиальная схема автоматизации автоклава, на ней кроме регулирующего клапана 4 на сливной (продувочной) линии верхнего выпуска, установлен клапан с пневмоприводом 4 на нижней выпускной магистрали. После пуска программного регулятора нагрев автоклава с заданной скоростью υ происходит некоторое время (τ ) при открытом регулирующим клапане 4. В течение этого времени автоклав сообщен с атмосферой и из него удаляется воздух с некоторым количеством пара (продувка). По окончании заданного времени продувки клапан 4 закрывается. Обычно в конце продувки температура в автоклаве составляет 95-100̊С. Дальнейшее повышение температуры происходит в полностью герметичном автоклаве. Спустя установленное время нагрева τ , задание по температуре достигает температуры стерилизации t . Фактически температура достигает величины t . Спустя некоторое время (0,5-1мин). В момент достижения фактической температуры t подается командный импульс для отсчета времени собственно стерилизации, в течение которого регулятор поддерживает в автоклаве постоянную температуру. Давление в этот период определяется только температурой насыщенного пара. По истечении времени собственно стерилизации подается командный импульс на охлаждение – автоклав начинает заполнятся водой. Вследствие этого происходит быстрая конденсация паров и давление в автоклаве начинает снижаться. Регулятор давления 13 воздействует на регулирующий орган 3, открывая подачу воздуха в автоклав, для поддержания давления. Если несмотря на подачу воздуха давление продолжает падать, регулятор 13 воздействует на регулятор температуры 10 и последний клапан 2 уменьшает подачу охлаждающей воды. После заполнения автоклава водой излишек выпускается регулятором 12 с помощью регулирующего органа 4. По истечении заданного времени охлаждения программирующее устройство 7 подает команду, и запорный орган 4 на магистрали дренажа открывается. В течение всего периода охлаждения задание по давлению снижается.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                       3                                                                               

вода                2                   1                                                                                                                                                                                                                      

                                                                      1                 1                                                                     

                                              1                                                                                                                               

                                                                                                                                                                                                              

                                             1                                     4                                                                                     

                     2         2                                            1                 1                                                                     

                                                                 конденсат                                                                                          

                                                                                                                                                                   

                                                         5                              6

                                                                                                                                                     

                                                                                                                                                         

                                                                                                                                                         

                              7                                      8

                                                    

                    9         10                 11                         13     12                                                                                   

                                                           

 

 

Рисунок 5. Принципиальная схема  автоматизации процесса стерилизации.

Стеклянный термометр

Принцип действия стеклянных термометров основан на использовании  свойства газов и жидкостей изменить свой, объем и твердых стержней — длину при изменений температуры.

Термометры стеклянные одноконтактные и 2-х контактные бывают палочного типа с двумя или тремя впаянными в массивный капилляр платиновыми контактами. Точки контакта указываются при заказе.

Техническая характеристика

1. Температура контактируемая, °С -20/+3000
2. Допускаемые отклонения от номинальной 
   Температура контактируемая в интервалах, °С

-20/+100 ±2

101-200 ±3

201-300 ±5

3)Допустимая нагрузка: Мощность1Вт

Сила тока0,04 А

4)Длина погруженной части,  ммот 50-300

5) Конструкции:

1П и 2П — одноконтактные и 2-х контактные (прямые) 1У и 2У — одноконтактные и 2-х контактные

(Изогнутые под 90°)

Уровнемер поплавковый пневматический типа ДУЖП - 200М

Предназначен для измерения  и преобразования уровня в стандартный  пневматический сигнал

Техническая характеристика

1. Погрешность измерения, мм . . . . . . . . . . . . . .не более ±5
2. Дифференциал срабатывания, мм .. . . . . . . . . . 5-30
3. Выходной дискретный пневматический

сигнал, мПа

При значении . «0» 0-0,01

«1» 0,11-0,14

4. Температура контролируемой среды,°С. 30+50
5. Давление рабочей среды, мПа. ..до 20
6. Плотность контролируемой жидкости, кг/м. 700-1200

7) Разность плотностей  двух несмешивающихся

жидкостей при контроле линии  их раздела. .. не менее 200

8. Давление сжатого воздуха питания, мПа. .0,14-10
9. Срок службы. .8 лет
10. Габаритные размеры, мм. 380*85*75
11. Масса, кг. .. 4,3
12. Изготовитель. ..«СтарроруссПрибор» г.Иркутск

Газоанализатор оптико-акустический автоматический ГИАМ-15

Они предназначен для непрерывного контроля содержания одного из компонентов: СО, СО₂, СН₄ в технологических процессах в системах охраны окружающей среды и выбросах промышленных предприятий. Контроль осуществляется путем измерения объемной доли СО, СО₂,СН₄ и выдачи информации в виде унифицированного выходного сигнала, пропорционального анализируемой величине.

Техническая характеристика газоанализаторов ГИАМ-15

1) Диапазон измерения, %:

а) для СО. . 0—0,01; 0—0,02; 0—0,05;

0—0,1; 0—0,3; 0—0,5;

б) для СО₂ . .. 0—0,01; 0—0,02; 0,05;

0—0,1; 0—0,2; 0—0,5;

в) для СН₄ .. 0—0,02; 0—0,05;0—0,1;

0—0,2; 0—0,5;

2) Параметры анализируемой  газовой смеси:*

а) температура, °С. 45

б) влаги содержание, г/м³ ,. 1

в) пыли. . . 

3) Габаритные размеры,  мм .. 420 Ч520 Ч115

4) Масса, кг..14

Манометр

Принцип действия этого прибора  основан уравновешивании измеряемого давления (разрежения) силой упругой деформации одновитковой или многовитковой трубчатой манометрической пружины.

В пищевой промышленности приборы с трубчатой пружиной применяется для измерения давления и разрежения паров, жидких и газообразных сред.

Техническая характеристика

Тип МОШ 1100

1. Класс точности .2,5
2. Предел измерения.. 0,1;0,16;0,25
3. Габаритные размеры, или диаметр корпуса, мм. 100
4. Масса, кг.. 0,9
5. Изготовитель. .. «Томскийманометровый» завод

Газоанализатор термокондуктометрический ТП5501

Принцип действия основана на непрерывном измерении содержании водорода в газовых смесях, содержащих кроме водорода двуокись углерода, метан, азот и окись углерода в  любых количествах, и кислород в  количествах, исключающих возможность  образования взрывоопасных смесей.

В комплект поставки входят приемник, измеритель на базе прибора  КСМ2-024, стабилизатор напряжения типа С-0,09 и баллон с контрольной газовой  смесью.

Технические характеристики газоанализатора

1) Диапазон измерений

концентрации водорода в

газовых смесях, % по объему .. 0—1; 0—2; 0—3; 0—5; 0—10; 0—20;0—6

50—100; 60—100; 80—100; 90—100;

95—100

2) Расстояние от приемника  до

измерителя, м (не более) . 100

3) Потребляемая мощность, В-А .150

 

Структура и функции средств измерений.

 

Метрологические характеристики приборов позволяют производить  их точностные сравнения, оценивать их технические свойства и возможности. Все эксплуатационные свойства измерительных приборов определяются их метрологическими характеристиками, которые приводятся в паспортной документации  к приборам. Указанные характеристики обеспечивают необходимое для инженерной практики единство и установление методов контроля. Приведем некоторые определения и обозначения.

Начальное и конечное значение шкалы отсчетного ycmpoйствa –наименьшее и наибольшее значение измеренной величины , которые указываются на шкале отсчетного устройства или воспроизводятся цифровым отсчетным устройством измерительного средства: , , причем .

Диапазон  показаний – интервал, ограниченный начальным и конечным значением отсчетного устройства измерительного средства: .

Пределы (верхний и нижний) измерений – наибольшее в наименьшее значение границ диапазона изменения измеряемой величины , которые могут быть реализованы измерительным средством: , , причем .

Диапазон  измерений (преобразований) – область значений измеряемой величины , для которой определены метрологические характеристики используемого измерительного средства: .

Абсолютная  погрешность измерения определяется как разность .

Граничная погрешность измерений – максимальное значение для модуля абсолютной погрешности : . Граничная погрешность ставится в соответствие каждому значению измеряемой величины . Иногда, употребляется термин «граничная погрешность для некоторого измерительного средства»: в этом случае подразумевается, что является одинаковой для всего диапазона измерения , или представляет собой максимальное значение для граничной погрешности в том же диапазоне.

Относительная погрешность измерения определяется как отношение (для )

, ( ).

Граничная относительная погрешность – определяется следующим образом:

, ( ).

Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к диапазону измерений

, ( ).

Граничная приведенная погрешность определяется отношениями

, ( ).

Основная  погрешность – погрешность измерительного средства при значениях действующих факторов, принятых за нормальные.

Дополнительная  погрешность – изменение погрешности  по отношению к величине основной погрешности, вызванное отклонением действующих факторов от значений, принятых за нормальные.

Класс точности – паспортная характеристика точности измерительного средства, зависящая от значений граничной погрешности , принятой одинаковой или максимальной для всего диапазона измерений и диапазона 'показаний . При определении класса точности воспользуемся стандартный рядом чисел , , , , , , , , , . Сформируем значения граничной относительной погрешности и разности

, .

Пусть ко множеству принадлежат индексы и , для которых выполняется неравенство . Подберем индексы и из множества , обеспечивающие минимум положительной разности