Выбор методов и средств теплотехнических измерений. Средства измерений теплотехнических величин. Измерение температуры. автоматической индикации автоматического контроля

Введение

1. Состав курсовой работы

2. Выбор технических средств измерения

3. Пояснения к графической части

4. Пояснения к расчетной части

4.1 Расчет суживающего устройства

4.2 Порядок расчета дроссельного устройства

4.3 Конструкция расходомерных диафрагм

4.4 Расчет измерительной схемы автоматического потенциометра

4.5 Расчет измерительной схемы автоматического моста

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Определяющая роль в решении задач обеспечения эффективности производства, надежности и безопасности эксплуатации технологического оборудования принадлежит автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУ ТП). Базовой системой любой современной АСУ ТП является система автоматического контроля, позволяющая получать измерительную информацию о режимных параметрах технологических процессов. Вопросы организации измерений, выбора средств измерений и измеряемых параметров тесно связаны со спецификой технологических процессов и должны быть решены на стадии проектирования соответствующих технологических установок, т. е. инженер теплоэнергетик, участвующий в проектировании технологической установки, должен иметь соответствующие знания методов измерения различных физических величин и навыки их применения.

Эти знания будущие специалисты, обучающиеся по специальности 140104 "Промышленная теплоэнергетика" получают при изучении дисциплины "Теплотехнические измерения". Курсовая работа, предусмотренная рабочей программой этой дисциплины, способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами за время обучения, и применению этих знаний к комплексному решению конкретных инженерных задач по разработке схем теплотехнического контроля теплоэнергетических установок.

Курсовая работа включает в себя разработку измерительного канала контроля одного из параметров технологической установки, выбор средств измерения, расчет суживающего устройства или измерительной схемы вторичного прибора в зависимости от варианта задания.

1. СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа по проектированию измерительного канала контроля физического параметра технологического процесса состоит из пояснительной записки и графической части.

Текстовая часть (пояснительная записка) курсовой работы включает следующие основные разделы:

Введение;

Выбор технических средств измерения;

Расчет погрешности измерительного канала;

Расчет суживающего устройства (измерительной схемы вторичного прибора);

Графическая часть работы включает:

функциональную схему разработанного измерительного канала;

чертёж суживающего устройства (монтажный чертеж установки первичного преобразователя на технологическом оборудовании).

2. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

Эта часть пояснительной записки включает в себя описание технологического процесса и обоснование выбора метода измерения заданного физического параметра. Основные проектные решения принимаются на основе анализа технологического процесса и действующих государственных и отраслевых нормативных документов.

Конкретные типы средств измерения выбирают с учетом особенностей технологического процесса и его параметров.

В первую очередь принимают во внимание такие факторы, как пожаро и взрывоопасность, агрессивность и токсичность среды, дальность передачи сигналов информации, требуемая точность и быстродействие. Эти факторы определяют выбор методов измерения технологических параметров, требуемые функциональные возможности приборов (показание, запись и т.д.), диапазоны измерения, классы точности, вид дистанционной передачи и т.д.

Приборы и преобразователи следует подбирать по справочной литературе, исходя из следующих соображений:

Для контроля одинаковых параметров технологического процесса необходимо применять однотипные средства измерения, выпускаемые серийно;

При большом числе одинаковых параметров рекомендуется применять многоточечные приборы;

Класс точности приборов должен соответствовать технологическим требованиям;

Для контроля технологических процессов с агрессивными средами необходимо предусматривать установку специальных приборов, а в случае применения приборов в нормальном исполнении нужно защищать их.

Наиболее распространенные типы промышленных вторичных приборов, входящих в Государственную систему промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), представлены в таблице 1.

Таблица 1

Приборы ПВ являются вторичными приборами пневматической системы "Старт" и применяются для измерения любых технологических параметров, предварительно преобразованных в давление сжатого воздуха (унифицированный пневматический сигнал).

Автоматические потенциометры КСП, уравновешенные мосты КСМ, миллиамперметры КСУ применяют для измерения и записи температуры и других параметров, изменение которых может быть преобразовано в изменение напряжения постоянного тока, активного сопротивления, силы постоянного тока.

Потенциометры КСП-4 в зависимости от модификации могут работать или в комплекте с одной или несколькими (если прибор многоточечный) термопарами стандартных градуировок, или с одним или несколькими источниками постоянного напряжения.

Уравновешенные мосты КСМ-4 работают в комплекте с одним или несколькими термометрами сопротивления стандартных градуировок, а миллиамперметры КСУ-4 - в комплекте с одним или несколькими источниками сигналов постоянного тока.

Вторичные приборы КСД работают в комплекте с первичными измерительными преобразователями, снабженными дифференциально-трансформаторными датчиками.

Каждый тип приборов, указанных выше, выпускается в различных модификациях, отличающихся размерами, диапазонами измерения, количеством входных сигналов, наличием вспомогательных устройств и т.д.

Выбирая тот или иной прибор по функциональному признаку, необходимо простоту и дешевизну аппаратуры сочетать с требованиями контроля и регулирования данного параметра. Наиболее важные параметры следует контролировать самопишущими приборами, более сложными и дорогими, чем показывающие приборы. Регулируемые параметры технологического процесса необходимо, также контролировать самопишущими приборами, что имеет значение для корректировки настройки регуляторов.

При выборе вторичных приборов для совместной работы с однотипными датчиками одной градуировки и с одинаковыми пределами измерения следует учитывать, приборы КСП, КСМ, КСД выпускаются с числом точек 3,6,12. В многоточечных приборах имеется переключатель, автоматически и поочередно подключающий датчик к измерительной схеме. Печатающее устройство, расположенное на каретке, отпечатывает на диаграмме точки с порядковым номером датчика.

При выборе вида унифицированного сигнала канала связи от датчика до вторичного прибора принимается во внимание длина канала связи. При длине до 300 м можно применять любой унифицированный сигнал, если автоматизируемый технологический процесс не является пожаро- и взрывоопасным. При пожаро- и взрывоопасности и расстоянии не более 300 м целесообразно использовать пневматические средства автоматизации, например приборы системы "Старт". Электрические средства измерения характеризуются гораздо меньшим запаздыванием и превосходят пневматические средства по точности (класс точности большинства пневматических приборов - 1,0, электрических - 0,5). Применение электрических средств упрощает внедрение вычислительных машин.

Выбирая датчики и вторичные приборы для совместной работы, следует обращать внимание на согласование выходного сигнала датчика и входного сигнала вторичного прибора.

Например, при токовом выходном сигнале датчика входной сигнал вторичного прибора тоже должен быть токовым, причем род тока и диапазон его изменения у датчика и вторичного прибора должны быть одинаковыми. Если это условие не выполняется, то следует воспользоваться имеющимися в ГСП промежуточными преобразователями одного унифицированного сигнала в другой (табл.2).

Таблица 2

Наиболее распространенные промежуточные преобразователи ГСП

Тип преобразователя	Входной сигнал	Выходной сигнал
	ЭДС термопары	Постоянный ток 0...5 мА
	Электрическое сопротивление	Постоянный ток 0...5 мА
	ЭДС термопары	Постоянный ток 0...5 мА
	Электрическое сопротивление	Постоянный ток 0...5 мА
	Напряжение постоянного тока 0...2 В	Постоянный ток 0...5 мА
	Постоянный ток 0...5 мА	Давление сжатого воздуха 0,2...1,0 кгс/см 2

Промежуточный преобразователь НП-3 используется в качестве нормирующего для преобразования выходного сигнала дифференциально-трансформаторного преобразователя в унифицированный токовый сигнал.

Преобразователь ЭПП-63 осуществляют переход с электрической ветви ГСП на пневматическую.

При выборе датчиков и приборов следует обращать внимание не только на класс точности, но и на диапазон измерения. Следует помнить, что номинальные значения параметра должны находиться в последней трети диапазона измерения датчика или прибора. При невыполнении этого условия относительная погрешность измерения параметра значительно превысит относительную приведенную погрешность датчика или прибора. Таким образом, не следует выбирать диапазон измерения с большим запасом (достаточно иметь верхний предел измерения, не более чем на 25% превышающий номинальное значение параметра).

Если измеряемая среда химически активна по отношению к материалу датчика или прибора (например, пружинного манометра, гидростатического уровнемера, дифманометра для измерения расхода по методу переменного перепада давлений), то его защиту осуществляют с помощью разделительных сосудов или мембранных разделителей.

Разработанный измерительный канал изображается на рисунке в виде функциональной схемы, выполненной по ГОСТ 21.404-85.Теплотехнические измерения и приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 232 с. ...

Теплотехнический контроль котлоагрегата

Курсовая работа >> Промышленность, производство

Курсовом проекте необходимо осуществить теплотехнический контроль котлоагрегата Еп- ... необходимым данным подобраны приборы теплотехнического контроля. Предварительно выполнен... .300 ТО 5. Мурин Р.П. Теплотехнические измерения М., Энергия 1979г 6. Вторичные...

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ КАЖДОГО МЕТОДА. МЕТРОЛОГИЧЕСКО

Курсовая работа >> Государство и право

В. П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978, - 704 с Чистяков С. Ф., Радун Д. В. Теплотехнические измерения и приборы. ... М.: Высшая школа, 1972, - 392 Измерения в промышленности: Справ. ...

Виды теплотехнических величин. Виды средств измерений теплотехнических величин.

Терминология в области измерения температуры. Классификация средств измерений температуры. Виды и методы измерений температуры. Погрешности измерений. Выбор средств измерений для обеспечения требуемой точности измерений.

Обеспечение единства измерений температуры

Общие понятия поверки средств измерений температуры: подготовка к поверке, операции поверки и оформление результатов поверки. Требования к помещениям по поверке средств измерения температуры.

Средства измерений физико-химического состава и свойств веществ

Терминология в области измерения физико-химического состава и свойств веществ. Единицы измерений. Методы технического анализа: химические, физические, физико-химические, электрохимические, оптические. Сущность прямых и косвенных методов измерений. Классификация приборов и вспомогательного оборудования для физико-химических измерений.

Обеспечение единства измерений физико-химического состава и свойств веществ

Общие понятия поверки средств измерений физико-химического состава и свойств веществ: подготовка к поверке, операции поверки и оформление результатов поверки. Требования к помещениям по поверке средств измерения физико-химического состава и свойств веществ.

ВОПРОСЫ К ГОСУДАРСТВЕННЫМ ЭКЗАМЕНАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЯ» ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 27.03.02 «УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ»

Измерения

Понятие измерения.

Классификация измерений: по характеристике точности; по числу измерений в ряду измерений; по отношению к изменению измеряемой величины; по выражению результата измерений; по способу получения информации; в зависимости от метрологического назначения.

Понятие области измерений. Классификация измерений по областям измерений.

Средства измерений: понятие и классификация

Виды средств измерений: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные системы, вспомогательные средства измерений.

Классификация мер: однозначные, многозначные, набор мер. Классификация измерительных приборов по устройству: компарирующие, показывающие, самопишущие, интегрирующие. Классификация измерительных преобразователей: первичные, промежуточные, передающие, масштабные. Классификация средств измерений по их назначению: исходные рабочие эталоны, рабочие эталоны, рабочие средства измерений.

Погрешность и точность средств измерений. Метрологические характеристики средств измерений

Погрешности средств измерений: основные и дополнительные, статистические и динамические. Способы выражения пределов допускаемых погрешностей. Классы точности средств измерений и разряды рабочих эталонов.

Метрологические характеристики средств измерений: понятие и виды; нормирование метрологических характеристик.

Испытания

Понятие испытания. Классификация испытаний. Средства испытаний. Метрологическое обеспечение процесса испытаний.

Контроль

Понятие контроля. Классификация контроля. Средства контроля. Метрологическое обеспечение процесса контроля.

Принципы измерений. Методики (методы) измерений

Принципы измерений: понятие и классификация.

Методы измерений: понятие и классификация.

Понятие методики измерений, структура, нормативное обеспечение. Цель, методы, порядок и содержание метрологической аттестации методик выполнения измерений.

Средства измерений геометрических величин

Терминология в области измерений геометрических величин. Классификация средств измерений геометрических величин. Виды и методы измерений геометрических величин. Погрешности измерений. Выбор средств измерений для обеспечения требуемой точности измерений.

Обеспечение единства измерений геометрических величин

Общие понятия поверки средств измерений геометрических величин: подготовка к поверке, операции поверки и оформление результатов поверки. Требования к помещениям по поверке средств измерений геометрических величин.

Первой функцией управления, подвергшейся автоматизации, было измерение. Измерительный прибор с индикатором заменяет органы чувств человека, обеспечивает быстрые и достаточно точные измерения. При необходимости к нему можно подключить регистрирующий прибор (РП), записывающий динамику изменения технологических параметров (рис. 1.1). Эти данные могут использоваться для анализа протекания технологического процесса (ТП), а диаграмма, записанная регистратором, служит отчетным документом. Функции оператора (О) при автоматической индикации сводятся к определению ошибки управления, а также реализации регулирующего воздействия.

Небольшие технические усовершенствования позволили перейти от автоматической индикации к автоматическому контролю. В этом случае оператор получает информацию об отклонении технологических параметров от заданных значений. Система автоматического контроля кроме измерителя и индикатора содержит устройство сравнения (УС) и задатчик (ЗД) - устройство, которое помнит значение технологического параметра. Разделение функций между оператором и системой контроля показано на рис. 1.2. Таким образом, задачей контроля (от французского contr?le - проверка чего-либо) является обнаружение событий, определяющих

Рис. 1.1.

автоматической индикации автоматического контроля

ход того или иного процесса. В случае когда эти события обнаруживаются без непосредственного участия человека, такой контроль называют автоматическим.

Важнейшей составной частью контроля является измерение физических величин, характеризующих протекание процесса. Такие величины называются параметрами процесса. Технологические процессы в инженерных системах характеризуются значениями таких физических величин (параметров), как влажность, давление, температура, уровень, расход и количество жидких и газовых сред.

Измерением называют нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Конечной целью любого измерения является получение количественной информации об измеряемой величине. В процессе измерения устанавливается, во сколько раз измеряемая физическая величина больше или меньше однородной с нею в качественном отношении физической величины, принятой за единицу.

Если 0 - измеряемая физическая величина, - некоторый размер физической величины, принятой за единицу измерения, ц - числовое значение (7 в принятой единице измерения, то результат измерения (7 может быть представлен следующим равенством:

(1. 1)

Уравнение (1.1) называют основным уравнением измерения. Из него следует, что значение ц зависит от размера выбранной единицы измерения }