Выбор средства измерения на выходе воды из котла, КСВа-3,5Гс

- Отсутствие механических контактов, эффектов дребезга, подгорания;

-"Мягкое" включение коммутируемых цепей, коммутатор включается      при прохождении коммутируемого напряжения сети через "0";

-Изменение исполнения и значения у ставок сигнализирующего устройства;

-Погрешность срабатывания у ставок - 0,5 - 1%;

-Повышенная мощность коммутируемой цепи - значение тока до 5 А. 

 

Характеристики манометра ДМ5012Сгприведены в таблице 2.8.[10]

 

Таблица 2.8 - Характеристики манометра ДМ5012Сг

Диапазоны показаний приборов	ДМ5012Сг - от 0 до 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600; 1000; 1600 кгс/см2
Диаметр корпуса	100 мм
Класс точности	1,5
Степень защиты	IP54 кг
Масса приборов	1,2
Средний срок службы	10 лет
Приборы выдерживают воздействие  вибрации в диапазоне частот	от 5 до 35 Гц с амплитудой 0,35 мм (группа L1 по ГОСТ 12997-84)
Частота переменного тока	(50 ±1) Гц
Значение коммутируемого тока	от 0 до 5 А
Погрешность срабатывания у ставок	0,5 - 1%;

 

Для измерения температуры малогабаритных подшипников и поверхности твердых тел были выбраны терм преобразователи сопротивления медные Метран – 243(50М)(рисунок 2.9).

 

Рисунок 2.9 - Метран – 243(50М)

 

Принцип действия термометров сопротивления основан на изменении электрического сопротивления чистых металлов, сплавов и полупроводников с температурой.

Технические характеристикиМетран-243(50М) приведены в таблице 2.9 [6].

 

Таблица 2.9 – Технические характеристики Метран-243(50)

Область применения, контролируемая среда	измерение температуры малогабаритных подшипников и поверхности твердых  тел; Ру 0,1; 0,4МПа
Пределы измерения	-50…+120 °С
Номинальная статическая  характеристика (НСХ)	50М
Класс допуска	С
Срок и метод поверки	периодичность - не реже одного раза в 2 года, методика поверки - в соответствии с ГОСТ 8.461.
Схема соединений	4-х проводная.
Средний срок службы	не менее 5 лет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Выбор средства измерения  температуры на выходе воды из котла

 

3.1 Современное состояние и проблемы  измерения температуры

Для ведения  технологических процессов высокой  производительности большое  значение имеет контроль температуры, требующий  применение современных методов  и средств измерения. Температура  является одним из основных параметров, подлежащих контролю.

Термопреобразователи предназначены для измерения температуры различных сред путем преобразования сигнала первичного преобразователя температуры в выходной сигнал.

 

3.2 Выбор метода и средства измерения

 

В качестве средства измерения температуры  на выходе воды из котла  был выбран термометр сопротивления платиновый ТСП 9512Р (рисунок 3.1).

Предназначен  для измерения температуры котловой и пресной воды, дистиллята, бидистиллята, воздуха, аналита, масла, топлива, пара, конденсата, газа, электролита (водный раствор щелочи), углекислого газа, водного раствора карбоната, водорода, морской воды. Крепление с помощью штуцера М27х2.

 

Рисунок 3.1 - ТСП 9512Р

Технические характеристики ТСП 9512Р приведены в таблице 2.5[11].

 

Таблица 2.5 - Технические характеристики ТСП 9512Р

 

Диапазон измеряемых температур, °C	-50…+300
Номинальная статическая характеристика (НСХ)	50П
Класс допуска	В
Время термической реакции, с	4, 5
Степень защиты от пыли и воды	IPХ5
Материал защитной арматуры	Ст.12Х18Н10Т
Номинальное значение α, °Cˉ¹; (W100)	0,00391 (1,3910)
Диапазон условных давлений, МПа	6,4; 10
Устойчивость к вибрации	группа исп.N3
Вид климатического исполнения	У3, Т3
Вероятность безотказной работы за 5000 ч	0,99
Срок службы	15 лет
Допускаемое отклонение сопротивления  от номинального при 0 0С, в %	0.1

 

3.3 Расчет параметров измерительной схемы моста

 

Электронные уравновешенные мосты переменного тока предназначены  для измерения, записи и регулирования (при наличии регулирующего устройства) температуры и других величин, измерение которых может быть преобразовано в изменение активного сопротивления.

Терморезисторы - нелинейные резисторы, изготовленные из полупроводниковых материалов, имеющих большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС). У большинства терморезисторов ТКС отрицательный (-4,2 до -8,4 %/ ⁰С). Терморезисторы с положительным ТКС называют позисторами.

Расчет параметров измерительной  схемы моста

;   ;

;    ;

Наибольшую  чувствительность обеспечивает попарно  равноплечий мост у которого R₂=R₃ и R₁»R_т, причем сопротивления R₂ и R₃ задаются в пределах 100-400 Ом.

Принимаем значением значение и равное 300 Ом.

Эквивалентное сопротивление R_э реохорда с шунтирующим сопротивлением R_ш принимают равным 90 Ом.

Сопротивление резистора R_н принимают обычно равным 4.5 Ом.

;  ;  ;

Сопротивление плеча моста R₁ определяют по формуле:

;                                                         (3.1)

;     (3.2)

Из условия  равновесия измерительной схемы  моста соответственно для левого и правого крайних положений  движка:

;

;

Решая данную систему относительно R_п получим:

;(3.3)

Величину  сопротивления резистора R_к, определяющего верхний предел измерений, определяют по формуле:

;(3.4)

Максимальное  значение тока I_max, протекающего через ТС, принимается равным 0.007 А.

Величину  балластного сопротивления рассчитывают по формуле:

;(3.5)

где U – напряжение питания измерительной схемы моста, равное 6.3 В.

 

Измерительная схема автоматического  электронного равновесного моста ТСП 9512Р представлена на рисунке 3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.2 - Измерительная схема автоматического электронного равновесного моста.

 

 

 

 

3.4 Погрешности средств измерений

 

Принимаем термометр сопротивления класс  допускаемой точности В. Абсолютная погрешность  1 для данного термометра будет равна 0,5, тогда приведённая погрешность 1 будет определяться уравнением:

                   (3.6)

 

где диапазон измерения датчика, равный 220ºС.

Подставляя  исходные значения получим:

0,227%

С учетом энтропийного коэффициента k, средняя квадратичная погрешность будет определяться уравнением:

      (3.7)

 

 

где энтропийный коэффициент k равен 1,73

Следовательно:

Электронный автоматический мост имеет класс  точности 0,5. Абсолютная 2 погрешность для данного моста будет равна 0,5ºС, тогда приведенная погрешность

2 будет определяться уравнением:

                                                                                                                       (3.8)

 

Подставляя  исходные значения получим:

Тогда средняя  квадратичная погрешность будет равна:

 

                                                                                                                         (3.9)

 

учитывая что k=1,73 получим:

Суммарная средняя квадратичная погрешность  определяется уравнением:

                                                                                                                       (3.5)

 

Подставляя  исходные данные получим:

=0,162%

Суммарная средняя квадратичная погрешность  также определяется уравнением:

 

       (3.6)

где – суммарная эквивалентная приведенная погрешность.

Выражая из уравнения (3.6) величину , получим:

  (3.7)

 

Подставив требуемые данные получим:

, что меньше заданного 0,5%.

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Монтаж средства измерения

 

4.1 Монтаж первичного преобразователя

 

Устанавливаемые первичные преобразователи  должны воспринимать среднею температуру  патока при установки на трубопроводах для этого чувствительный элемент этого преобразователя устанавливают в центре потока протекающего через трубопровод. При малых сечениях трубопровода невозможно установить преобразователь, так что бы его активная часть находилась в центре потока. В этом случае термометр направляют против движения потока и устанавливают его под углом 30-45°С к оси трубопровода. Обязательным условием измерения температуры измеряемой среды является установка термометра на расстоянии равным не менее 20 диаметров трубопроводов от задвижек, вентилей и сужающих устройств. Простейшим устройством для установки первичных преобразователей температуры и ввода их чувствительных элементов в измеряемую среду, являются бобышки. Для трубопроводов диаметром меньше 76 мм устанавливают расширители.

Перед монтажом проверяют целостность  чувствительного элемента и сопротивление  изоляции по отношению к защитной арматуре, которое должно составлять не менее 20 Мом. Термометры сопротивления  устанавливаются в бобышках, внутренняя резьба, которых, должна быть равна  наружной резьбе присоединительного штуцера  термометра сопротивления. Присоединительный  штуцер может быть подвижным и  не подвижным. Длина монтажной части  термометра сопротивления может  достигать 3200 мм. Чувствительный элемент  термометра сопротивления находится  в конце защитного чехла. Длина  его у платиновых 120 мм. Конец погружаемой  части платинового термометра должна быть на 50-70 мм ниже оси центра измеряемого  потока. При установке термометра сопротивления в горизонтальном положение, штуцер для ввода проводов в головку термометра направляют вниз, чтобы на соединительные зажимы не попадала влага. Провода к термометру сопротивления подводят в гибких металлических рукавах (брони шлангах) длиной не менее 500 мм.

 

4.2 Монтаж вторичного прибора

 

Электронные уравновешенные мосты в комплекте  с термометрами сопротивления предназначены  для измерения, записи и регулирования (при наличии регулирующего устройства) температуры и других величин, измерение которых может быть преобразовано в изменение активного сопротивления. Прибор состоит из следующих основных блоков: корпуса, каретки с пером, усилителя, панели внешних коммутаций лентопротяжного механизма, регулирующего устройства, измерительного механизма.

В лентопротяжном механизме установлен синхронный электродвигатель с редуктором. Нужную скорость продвижения диаграммной ленты получают, пользуясь инструкциями по эксплуатации.

Терморезисторы - нелинейные резисторы, изготовленные  из полупроводниковых материалов, имеющих большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС). У большинства терморезисторов ТКС отрицательный (-4,2 до -8,4 %/ ⁰С). Терморезисторы с положительным ТКС называют позисторами.

Схема автоматического равновесного моста представлена на рисунке 4.1

Измерительная схема уравновешенного  моста состоит из резисторов, имеющих  следующие назначения:

R_p – реохорд,  калиброванное сопротивление,

R_ш – шунтирующее сопротивление, для ограничения тока, протекающего через реохорд,

R_к – резистор для задания верхнего предела измерений,

R_н – резистор для задания начала шкалы,

R₁, R₂, R₃ – постоянные сопротивления,

R_б– сопротивления в диагонали питания, для ограничения тока,