Контрольная работа по "Техническим средствам и методам измерений в теплоэнергетике"

Министерство  образования и науки 

республики  казахстан

 

 

рудненский индустриальный институт

 

Кафедра электроэнергетики  и теплоэнергетики

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

Дисциплина «Технические средства и информационные методы

                      управления в теплоэнергетики

 

                

 

                        

                                                  Преподаватель

                                                                _____________________

                                                                     (ученая степень, ученое звание)

                  ___________________________

                                                                              (личная подпись, И.О.Ф.)

                                                                               «___»___________20__г.                                      

                             Студент __________________

___________________________

                                                                               (личная подпись, И.О.Ф.)

                                                                                 Группа __________________

                                                                                        № зачетной книжки_________

                                                                                 «___»___________20__г                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рудный 2012

Задание

 

Задание к контрольной  работе состоит из трех теоретических  вопросов.

Вопрос 1. Измерение температуры. Преобразователи с унифицированным выходным сигналом.

Вопрос 2. Общие сведения для измерения расхода.

Вопрос 3. Анализаторы жидкостей.

Ответы на вопросы должны быть содержательны, логичны, раскрывать сущность поставленной темы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1.  Вопрос 1. Измерение температуры. Преобразователи с унифицированным выходным сигналом. 2

1.1 Измерение  температуры. 2

1.2 Преобразователи  с унифицированным выходным сигналом 2

2. Вопрос 2. Общие сведения для измерения расхода 2

3. Вопрос 3. Анализаторы жидкостей 2

Список  литературы 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Вопрос 1. Измерение температуры. Преобразователи с унифицированным выходным сигналом.

 

1. Измерение температуры.

 

Температурой называется степень  нагретости вещества. Это представление  о температуре основано на теплообмене  между двумя телами, находящимися в тепловом контакте. Тело, более нагретое, отдающее тепло, имеет и более высокую температуру, чем тело, воспринимающее тепло. При отсутствии передачи тепла от одного тела к другому, т. е. в состоянии теплового равновесия, температуры тел равны.

Существуют два основных способа для измерения температур — контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя  температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния  теплового равновесия преобразователя  и объекта. Этому способу присущи  свои недостатки. Температурное поле объекта искажается при введении в него термоприемника. Температура  преобразователя всегда отличается от истинной температуры объекта. Верхний  предел измерения температуры ограничен  свойствами материалов, из которых  изготовлены температурные датчики. Кроме того, ряд задач измерения  температуры в недоступных вращающихся  с большой скоростью объектах не может быть решен контактным способом.

Бесконтактный способ основан  на восприятии тепловой энергии, передаваемой через лучеиспускание и воспринимаемой на некотором расстоянии от исследуемого объема. Этот способ менее чувствителен, чем контактный. Измерения температуры  в большой степени зависят  от воспроизведения условий градуировки  при эксплуатации, а в противном  случае появляются значительные погрешности. Устройство, служащее для измерения  температуры путем преобразования ее значений в сигнал или показание, называется термометром (ГОСТ 13417-76),

По принципу действия все  термометры делятся на следующие  группы, которые используются для  различных интервалов температур:

1 Термометры расширения  от —260 до +700 °С, основанные на  изменении объемов жидкостей  или 
твердых тел при изменении температуры.

2 Манометрические термометры  от —200 до +600 °С, измеряющие температуру  по зависимости давления 
жидкости, пара или газа в замкнутом объеме от изменения температуры.

3 Термометры электрического  сопротивления стандартные от  —270 до +750 °С, преобразующие 
изменение температуры в изменение электрического сопротивления проводников или полупроводников.

4 Термоэлектрические термометры (или пирометры), стандартные от —50 до +1800 °С, в основе 
преобразования которых лежит зависимость значения электродвижущей силы от температуры спая 
разнородных проводников.

    5 Пирометры излучения от 500 до 100000 °С, основанные на измерении температуры по значению 
интенсивности лучистой энергии, испускаемой нагретым телом,

6 Термометры, основанные на электрофизических явлениях от -272 до +1000 °С (термошумовые термоэлектрические преобразователи, объемные резонансные термопреобразователи, ядерные резонансные термопреобразователи).

1.2 Преобразователи с унифицированным выходным сигналом

 

Преобразователи с унифицированным  выходным сигналом предназначены для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.

Чувствительный элемент  первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный  преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный  выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

 

Термопреобразователи  с унифицированным выходным сигналом cерии Метран-2700

Метран-2700 - микропроцессорные  термопреобразователи с унифицированным  выходным сигналом 4-20 или 20-4 мА предназначены  для измерения температуры различных  сред в газовой, нефтяной, угольной, энергетической, металлургической, химической, нефтехимиической, машиностроительной, металлообрабатывающей, приборостроительной, пищевой, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности, а также  в сфере ЖКХ и энергосбережения.

Отличительные особенности:

• гальваническая развязка входа от выхода
• самодиагностика технического состояния
• повышенная защита от индустриальных помех
• повышенная вибростойкость
• возможность выносного монтажа измерительного преобразователя на DIN рейке.

 

 

• Возможность широкого выбора и индивидуального заказа термопреобразователей с различными сочетаниями конструктивных элементов
• Возможность конфигурирования и настройки технических параметров с использованием программы ProgIMaster
• Вид взрывозащиты:
• искробезопасная электрическая цепь "ia"
• взрывонепроницаемая оболочка "d"
• Межповерочный интервал:
• 2 года - для НСХ: N, 100П, Pt100;
• 1 год - для НСХ: K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Вопрос 2. Общие сведения для измерения расхода

 

Расход вещества — это  масса  или  объем  вещества,  проходящего  через данное сечение  канала  средства  измерения  расхода  в  единицу  времени.  В зависимости  от того, в каких единицах измеряется расход, различают  объемный расход или массовый расход. Объемный расход измеряется в  м3/с  (м3/ч  и  т. д.), а массовый — в кг/с (кг/ч, т/ч  и т. д.).

Расход вещества  измеряется  с  помощью  расходомеров.

Расходомер – прибор, измеряющий расход вещества. Количество вещества измеряется или в единицах объёма (м³, см³), или в единицах массы ( т, кг, гр).

Измерение различных расходов сред принципиально подразделяется на измерение скорости потока (протока) в открытых объемах, например, в каналах  и измерение расхода в ограниченных (закрытых) объемах, например, в трубах. В свою очередь измерение расхода  подразделяется на измерение объемов  расхода и массы среды. В случае, если известна скорость потока в конкретной трубе, то исходя из этой скорости потока, имеется возможность рассчитать расход среды в этой трубе. Для  измерения расхода в вихревых, турбулентных или пульсирующих потоках  среды дополнительно необходимо определение временных разрешений (интервалы, частота) для выяснения  средней величины этого расхода.  Измерение расхода жидкостей, газов и других сред играют огромную роль в различных областях индустрии, химии, энергетике и в научных исследованиях. В условиях значительного уменьшения объемов стратегических природных ресурсов, таких как вода, углеводороды (нефть, природный газ), существенное значение приобретает рациональное и экономное использование их в глобальной мировой экономике. Контроль и учет ресурсов на микро- и макроэкономическом уровне приобретает решающее значение. Устройство многих расходомеров сконструировано таким образом, что оно вызывает изменение физических параметров измеряемой среды, например, снижение давления, увеличение сопротивления и температуры. Другие расходомеры уже изначально конструктивно располагают внутренними инородными телами (сенсорами), что приводит к загрязнению внутренней поверхности расходомера и самого датчика. Кроме того, на процесс измерения, могут влиять температурные, химические и другие физические параметры измеряемой среды: плотность, вязкость и ее электропроводимость. Таким образом, правильный выбор типа расходомера для каждой конкретной среды, с учетом ее физико-химических параметров, играет существенную роль для определения точности результатов замеров, эффективности использования расходомера, периодичности и стоимости технического обслуживания, а также для увеличения ресурса работы самого расходомера. Благодаря правильному выбору обеспечивается наивысшая эффективность и существенная экономия вложенных средств.

Существует много различных  признаков, по которым можно классифицировать расходомеры (например, по точности, диапазонам измерений, виду выходного сигнала и т. п.). Однако наиболее общей является классификация по принципам измерений, по тем физическим явлениям, с помощью которых измеряемая величина преобразуется в выходной сигнал первичного преобразователя расходомера. 

По принципу измерений  расходомеры классифицируют по следующим основным группам:

основанные на гидродинамических методах:

• переменного перепада давления (расходомеры переменного перепада давления с сужающими устройствами);
• переменного уровня;
• обтекания (постоянного перепада давления: ротаметры, поплавковые, поршневые, поплавково-пружинные и с поворотной осью);
• вихревые (струйные, вихревые);
• парциальные.

с непрерывно движущимся телом:

• тахометрические (турбинные, камерные, роторные, с овальными шестернями,  барабанные, ротационные, мембранные объемные счетчики и др.);
• силовые (массомеры газа, в работе которых используется Кориолисов эффект);
• с автоколеблющимся телом (имеют очень ограниченное потребление).

основанные на различных физических явлениях:

• тепловые (калориметрические, с внешним нагревом, термоанемометрические);
• акустические (ультразвуковые);
• электромагнитные (самые распространенные);
• оптические (лазерно-доплеровские анемометры);
• ядерно-магнитные;
• ионизационные.

основанные на особых методах:

• меточные (служат для разовых измерений, например для разовых при проверке расходомеров на месте их установки);
• корреляционные (измерение расходов двухфазных веществ);
• концентрационные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Вопрос 3. Анализаторы жидкостей

 

Анализаторы жидкостей, приборы, измеряющие содержание (концентрацию) одного или нескольких компонентов в жидких средах; анализаторы жидкостей часто называют также приборы для определения свойств жидкостей (вискозиметры, плотномеры и др.). Различают анализаторы жидкостей лабораторные и промышленные (для контроля хим.-технол. процессов), стационарные, передвижные и переносные, непрерывного и циклического действия и т. д. Метрологическая надежность анализаторы жидкостей обеспечивается комплексом проверок при их изготовлении и эксплуатации, базирующемся на использовании образцовых средств - исходных веществ и средств их аттестации, стандартных образцов и средств их приготовления, а также градуировочно-поверочных смесей высшей точности и образцовых приборов с повышенными точностными характеристиками. Лабораторные анализаторы жидкостей отличаются от промышленных универсальностью, т. е. возможностью решения большого числа аналитических задач. В каждом конкретном случае определение состава жидкостей лабораторными приборами осуществляется с использованием соответствующих методик анализа и индивидуальных градуировок. При исследовании сложных смесей на основе комбинированных методов анализа часто используют сочетания разных приборов, различающихся принципом действия (напр., хромато-масс-спектрометры). Современные анализаторы жидкостей, как правило, автоматизированы, имеют микрокомпьютерные управление и обработку результатов измерений, снабжены различными сервисными устройствами (напр., для предварит. подготовки пробы), расширяющими область применения и эксплуатационной возможности приборов.