Приборы для измерения температуры

Измерение температуры производится с помощью общетехнических приборов - термометров, которые подразделяются на термометры расширения, термоэлектрические преобразователи и термопреобразователи сопротивления.

Термометры расширения основаны на использовании свойств газов и жидкостей, при изменении температуры изменять свой объем, а твердых тел - линейные размеры. Термометры этого типа подразделяются на жидкостные, манометрические и дилатометрические. К достоинствам приборов этого класса следует отнести малую инерционность измерения и взрывобезопасность; к недостаткам - низкую ремонтопригодность в условиях завода, особенно при выходе из строя чувствительного элемента или
капилляра, относительно низкий класс точности (1-1,5).

Термоэлектрические преобразователи базируются на возникновении в
разнородных проводниках термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) при
наличии разности температур между точками их соединения. Приборы этого типа целесообразно использовать для измерения температур выше 400 градусов. На участке дефекосатурации термоэлектрические преобразователи не используются.

Термопреобразователи сопротивления (термометры сопротивления) основаны на зависимости сопротивления металлов от изменения температуры. В качестве чувствительных элементов используются медь, платина, никель, железо. Термометры сопротивления в комплекте с автоматическими мостами имеют высокий класс точности, освоены службой КИПиА сахарных заводов, надежны и удобны в эксплуатации, комплектуются необходимыми устройствами. Недостатком приборов является инерционность измерения.

Приборы для измерения расхода

Измерения расхода осуществляется расходомерами. В сахарной промышленности нашли применение расходомеры переменного и постоянного перепада давления, переменного уровня и электромагнитные.

Расходомеры переменного перепада давления представляют собой сужающее устройство, установленное в разрезе трубопровода на пути движения вещества. При движении, вследствие перехода части потенциальной энергии в кинетическую, средняя скорость потока в суженом сечении повышается. В результате появляется разность статических давлений (до сужающего устройства и после него). Перепад давлений измеряется U-образным манометром.

Расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры) представляют собой коническую трубку, внутри которой помещен поплавок. Принцип действия ротаметра основан на изменении площади выходного сечения сужающего устройства при изменении расхода проходящего через него вещества при подъеме поплавка. В момент равенства сил, действующих на поплавок снизу вверх, и силы тяжести, действующей сверху вниз, последний останавливается, и высота его подъема фиксируется, отображая расход вещества.

Расходомеры переменного уровня предназначены для измерения расхода агрессивных жидкостей, содержащих взвеси (суспензии) и смешанных с газами, и представляют собой сосуд, в котором установлена диафрагма, делящая его на две камеры. В измерительную камеру поступает жидкость, здесь же размещается измерительное устройство с индикатором уровня. Сливная камера (за диафрагмой) имеет патрубок для отвода жидкости из расходомера. Чем больше расход, тем выше уровень в камере перед диафрагмой. Этот уровень измеряется поплавковым уровнемером[5].

Электромагнитный (индукционный) расходомер основан на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем, согласно которому в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости. Расходомер (рис. 3.1) представляет собой участок трубопровода 1 из немагнитного материала, покрытый изнутри электрической изоляцией и расположенный между полюсами электромагнита 3. Направление силовых линий магнитного поля электромагнита перпендикулярно оси трубопровода.

Рис.3.1. Расходомер индукционный

При прохождении жидкости через однородное магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике, наводится ЭДС, которая снимается с помощью электродов 2.

Расходомеры этого типа используются для измерения невзрывоопасных жидких сред, в том числе пульп с мелкодисперсными, не ферромагнитными частицами с удельной электрической проводимостью не ниже 0,00005 См/м. Приборы устойчивы к засорениям, не создают дополнительного сопротивления в трубопроводе, в силу чего получили наибольшее распространение при автоматизации процессов свеклосахарного производства.

Разновидностью индукционных расходомеров является расходомер с локальным измерителем скорости потока. Принцип действия прибора основан на методе «площадь-скорость», который предусматривает измерение средней скорости потока в трубопроводе и учет величины поперечного сечения последнего.

Значение средней скорости определяется путем помещения в характерную точку поперечного сечения трубопровода 4 (рис. 3.2) на расстоянии 0,242R трубопровода малогабаритного преобразователя скорости 1. Преобразователь скорости состоит из электромагнита 3, заключенного в цилиндрический корпус 5 из изоляционного материала, в стенках которого закрепляются металлические электроды 2. ЭДС Е, наводимая в движущейся жидкости электромагнитным полем, снимается с помощью электродов и является мерой скорости потока в зоне, окружающей преобразователь скорости. Электромагнитные расходомеры используются для измерения расходов симметричных и несимметричных относительно оси потоков в трубопроводах, удовлетворяющих по размерам условию d/D_ТР 0,06, которое определило техническую возможность применения приборов на трубопроводах диаметром 400 мм и более.

Рис. 3.2. Индукционный расходомер с преобразователем скорости

Для измерения расхода газа применяются счетчики роторного типа (рис. 3.3), которые состоят из корпуса 1, где под действием движущегося газа в измерительной камере 2 вращается 2 одинаковых ротора 3 восъмеркообразной формы. Поток газа зависит от величины зазора между корпусом и прямоугольными площадками на концах наибольших диаметров роторов.

Рис. 3.3. Ротационный счетчик газа

Зазоры колеблются от 0,04 до 0,1мм и определяются типоразмером счетчика. Синхронизация вращения роторов достигается с помощью двух пар одинаковых зубчатых колес, укрепленных на обоих концах роторов вне пределов измерительной камеры.

Промышленные счетчики газа ротационные типа РГ предназначены для учета объемного количества очищенных неагрессивных горючих и негорючих газов в сетях низкого давления при температуре рабочей среды 0-50 градусов, давлении 0,1 МПа и потере напора на приборе при номинальном расходе около 300 Па. Наименьший расход газа через счетчик составляет 10% от номинального, наибольший - 120% от номинального. Перед счетчиком необходимо установить фильтр[23].