Автоматизація теплової обробки залізобетонних виробів

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет водного господарства та природокористування Кафедра електротехніки

КУРСОВА РОБОТА

На тему:

«Автоматизація теплової обробки залізобетонних виробів»

Виконав:

Студент 4-го курсу, ФБА, гр. ТБК-41

Перевірив:

Рівне — 2010

ЗМІСТ

1. Загальна характеристика теплової обробки

2. Призначення і зміст функціональної схеми організації

3. Структурна схема організації

4. Підбір обладнання

1. Загальна характеристика теплової обробки теплова обробка автоматизація термопара Відформовані залізобетонні вироби направляють для теплової обробки. Правильний вибір температурного режиму обробки забезпечує отримувати вироби необхідної пружності при мінімальних затратах тепла. Температурний режим залежить від марки застосованого цементу, позначення, технологія виготовлення виробів і інших факторів, може змінюватися в широких межах. Регулювати температуру в термокамерах сильно складно і трудомісткі.

Із застосування схем автоматизації термокамер більш вірними являються схеми, передбачуючи програмне регулювання процесу нагріву. При програмному регулюванні для кожного виду цементу і роду виробів забезпечують більш вигідний тепловий режим, що дозволяє цілеспрямовано використовувати властивості даного цемента і, знизити його розхід. Ямні камери розташовують нижче рівня землі. Стіни роблять цегляні або бетонні, камери перекривають утепленими кришками з гідравлічним затвором, які знімають краном при завантаженні і розвантаженні. Кришки ямних камер роблять двухскатними з кутом нахилу скатів біля 8єС при якому конденсат стікає по стінкам камер, не потрапляючи на вироби.

Розміри камери розраховані на розміщення одного виробу по довжині і одного двох по ширині 3−5 ярусів. По периметру камери укладені перфоровані труби, маючи отвори діаметрів від 3−4 мм через кожні 150−200 мм. Пара після виходу із отворів перфорованих труб направляється вверх під кутом 60−70єС на вводі паропроводу в камери в різані патрубки з двома дросельними шайбами, маючи каліброву отворів дросельні шайби виключають можливість мимовільного подачі пари і зберігають його розхід. В період підйому температури через дросельну шайбу великого діаметра при повністю відкритому вентилю розраховується найбільший розхід пари, а по закінченні його вентиль повністю закривають. В період ізотермічного нагріву пара поступає в камеру по обвідній лінії через дросельну шайбу меншого діаметру.

Процес пропарювання складається із наступних операцій: підйом температури в камері до максимальної, ізотермічний нагрів виробів (при максимальній температурі) і частково охолоджується виріб в середині камери. Загальний цикл прискореного твердіння, крім цього входить витримка виробу перед підйомом температури і охолодження після вигрузки із камери в пропарювальних камерах при атмосферного тиску підтримується температура в межах 80−98є і максимальна вологість середовища — суміш пари з повітрям.

Оптимальна температура виробів складає 90−95 є, не слід допускати пониження температури пропарювання нижче 60єС. Відхилення від заданої температури не повинно перевищувати ±5. Відносна вологість в камері повинна бути 90−100%. Довжина ізотермічного прогріву залежить від виду цементу дорівнює 6−8 год.

В пропарювальних камерах слід забезпечити температурний режим, необхідний для отримання потрібної пружності виробів. Тому температура в камері повинна знаходитись під постійним контролем і регулюватися.

Установка «ПУСК-3» дозволяє вести процес термообробки як в автоматичному так і дистанційному режимі. Автоматичне програмування регульованого режиму ведеться окремо для кожної точки, з допомогою програмного датчика. Датчик має програмний диск, конфігурація якого співпадає з графіком «Часу — температури» складаю чого по програмі термообробки. Виконуючими механізмами, забезпечуючи подачу пари, служить регулюючий клапан з мембранним приводом, розроблені вище.

Рис. 1. Принципіальна схема автоматизації теплової обробки з використанням установки ПУСК-3

2. Призначення і зміст функціональної схеми організації

Функціональна схема призначена для відображення основних технологічних рішень прийнятих при проектуванні систем автоматизації.

При створенні функціональної схеми визначають:

1. Доцільний рівень автоматизації технологічного процесу.

Принципи організації контролю і керування технологічного процесу.

2. Технологічне устаткування керовані автоматично, дистанційно або в обох режимах за завданням оператора.

3. Перелік і значення контрольованих і регульованих параметрів.

4. Методи контролю, закони регулюванні і керування.

5. Об'єм автоматичного захисту і блокувань, автоматичних схем керування технологічними агрегатами.

6. Комплект технологічних засобів, види енергії для передачі інформації.

7. Місце розміщення апаратури на технологічному обладнанні, на щитах і пультах керування.

На функціональній схемі зображені системи автоматичного контролю, регулювання, дистанційного керування, захисту, сигналізації і блокування.

Всі елементи показуються у вигляді умовних зображень і поєднані в єдину систему лініями функціонального зв’язку.

На функціональній схемі автоматики зображені елементи щита і пульта керування.

Верхня частина функціональної схеми призначена для зображення схеми процесу або об'єкта керування і умовних позначень здавачів, приладів вимірювання.

Вторинні прилади контролю і керування, тобто елементи щита і пульта зображені у нижній частині схеми у вигляді прямокутників довільних розмірів (в середині контура розташовані умовні позначення приладів — засобів сигналізації і апаратів керування).

Зв’язок між первинним перетворювачем і вторинним приладом показується суцільною лінією або обривом лінії з нумерацією.

Процес ТО виробів в ямній камері передбачає керування в автоматичному режимі і в ручному за завданням оператора.

Система автоматизації передбачає наступні контури:

1. контроль температури виробів в ямній камері;

2. контур регулювання температури в ямній камері;

3. контроль і сигналізація тиску в трубопроводі подачі пари;

4. контроль витрати пари в підвідному магістралі.

1 — ежектор;

2 — підвідна лінія;

3 — вентиль.

ТЕ — давач температури;

РЕ — давач тиску;

ТТ — пристрій дистанційної передачі показів температури;

РТ — пристрій дистанційної передачі показів тиску;

ТІR — пристрій індикації і контролю температури;

ЕS — перетворювач електричного сигналу у сигнал включення електромагнітного клапана;

М — електромагнітний вентиль;

РІSA — манометр електроконтактний — зображує сигналізацію при відсутності мінімального допустимого тиску в магістралі;

FЕ — давач витрати пари;

FІ - індикація витрати пари;

FQ — інтегратор витрати пари;

FQІ - показуючий прилад витрати пари за встановлений інтервал часу;

ТRСA — регулятор температури з реєстрації.

Контроль температури виробів в ямній камері контролюється з давачем температури ТЕ/1−1,ТЕ/2−1 в якості якого використовується термопара. Сигнал з термопари через пристрій дистанційної передачі показу температури ТТ/1−2, передається на пристрій індикації реєстрації ТІR/1−3.

Для регулювання температури в ямній камері використовується давач температури ТТ/2−2 сигнал з якого поступає на регулятор температури ТRCA/2−3, здійснює реєстрацію, сигналізацію і регулювання температури. Сигнал з регулятора ES/2−4,через пристрій перетворення електричного сигналу переміщення поступає на електромагнітний вентиль М, який регулює подачу пари в ямну камеру.

Для контролю сигналізації тиску пари в підвідні лінії, в схемі передбачений давач тиску РЕ/3−1,покази з якого через пристрій дистанційної передачі значень тиску РТ/3−2 поступає на пристрій індикації і сигналізації PISA/3−3.

На паропроводі встановлений редуктор з якого витрата пари перетворюється в електричний сигнал перетворення витрати FE/4−1, сигнал з давача витрати через прилад дистанційної передачі FT/4−2 поступає на інтегратор витрати пари FQ/4−3, який здійснює реєстрацію витрати пари за установлений інтервал часу приладом FQI/4−4.

3. Структурна схема Структурна схема — це схема, що визначає основні системи автоматизації і її взаємозв'язки. Метою побудови структурної схеми є визначення основних контурів системи автоматизації, які забезпечують функціонування засобів автоматики.

Структурна схема контролю температури ямної камери приведена на рисунку.

хв хв

EП

Завдання

W7

W6

W1 — давач температури;

W2 — задавач;

ЕПелемент порівняння;

W3 — підсилювач;

W4 — виконавчий механізм;

W5 — регулюючий орган (клапан);

Wоб'єкт регулювання (ямна камера).

Для аналізу структурної схеми здійснюють еквівалентні перство — рення шляхом заміни кількох елементів іншими з визначенням передаточної функції:W6, W7.

Об'єктом автоматизації є ямна камера, передаточна функція якої

К-коефіцієнт пропорційності.

Чутливий елемент — давач температури — безінерційна ланка і описується передаточною функцією пропорційної ланки W1 = К1, К1-коефіцієнт пропорційної ланки, W2=K2.

Підсилювач — коливальна ланка другого порядку

.

Виконавчий механізмінерційна ланка .

Регулюючий орган— пропорційна ланка W5=K5.

Знаходимо передаточну функцію паралельного з'єднання ланок W1, W2.

W6 = W1 + W2 = К1 + К2.

Знаходимо передаточну функцію послідовного з'єднання:

4. Підбір обладнання Термопари широко використовують для вимірювання температури в якості давача вибираємо термопару ТМК, які розміщені на трубопроводі різних об'єктів, а також в автоматизованих системах управління і контролю. Для ямної камери тип термопари буде ТМК. (Характеристики якого наведені в таблиці 1.) Вимірювання температури за допомогою термопар отримало широке розповсюдження через надійну конструкцію датчика, в можливості працювати в широкому діапазоні температур і вони дешеві. Широке використання термопари зобов’язане в першу чергу своєю простотою, зручному монтажу, можливості вимірювання локальної температури. Вони значно лінійні, ніж багато інших датчиків, а їх не лінійність на сьогоднішній день добре вивчена і описана і спеціальній літературі. До числа переваг термопар відноситься також мала інерційність, можливість вимірювати малі різні температури.

Термопари не замінні при вимірювані високих температур аж до 22 000С в агресивних середовищах.

Термопари можуть забезпечувати високу точність вимірювання температури на рівні ± 0,010С. вони виробляють на виході термоЕДС в діапазоні від мікровольт до мілівольт, але потребують стабільного зусилля для наступної обробки.

Таблиця 1

Термопари відносяться до класу термоелектричних перетворювань, принцип дії яких заснований на погляді Зебека: якщо спай двох різнорідних металів, які утворюють замкнений електричний ланцюг, мають не однакову температуру (Т1 не рівне Т2), то в ланцюгу протікає електричний струм (рис.1). Зміна знака у різних температур спаїв супроводжується змінами напряму току.

Рис. 1 Погляд Зебека Під термоелектричним ефектом розуміють термоЄРС, яка виникає через різні температури між двома з'єднаннями різних металів і сплавів.

Таким чином термопара може створювати прилад, або його частину, використовуючи термоелектричний ефект для вимірювання температури. В поєднані з електровимірювальним приладом термопара створює термоелектричний термометр.

Вимірювальний прилад чи електрону вимірювальну систему підключають або до кінців термоелектронів (рис.2а), або в розриві одного з них (рис2б).

Рис. 2а, б Підключення термопари до вимірювального приладу В місцях підключення провідників термопари до вимірювальної системи виникають допоміжні термоЕРС. В результаті їх дії на вхід вимірювальної системи фактично поступає сума сигналів від робочої термопари і від «термопар», які виникли в місцях підключення (рис. 3).

Рис. 3 Принцип роботи термопари

Існують різні способи уникнути цього ефекту. Найочевиднішою з них є підтримка температури холодного спаю постійної. На практиці при вимірюванні температур широко використовується техніка «компенсації холодного спаю». Місця підключення термопари до вимірювальної системи повинні мати однакову температуру, тобто знаходитися в ізотермальній зоні. Крім того, в схемі з компенсацією холодного спаю в цій же зоні повинен знаходитися і датчик температури холодного спаю. Розробник повинен враховувати ці вимоги при конструюванні вимірювальної системи.

Рис. 4 Техніка компенсації холодного спаю

Залежно від конструкції і призначення розрізняють термопари занурювані і поверхневі; із звичайною, вибухобезпечною, вологонепроникною або іншою оболонкою (герметичною або негерметичною), а також без оболонки; звичайні, вібротряськоустойчивиє і удароміцні; стаціонарні і переносні і так далі Зовнішній вигляд деяких конструкцій термопар представлений на рис. 5.

Рис. 5.Зовнішній вигляд деяких конструкцій термопар Основне застосування термопари — електронні термометри.

Вітчизняна промисловість випускає електронні термометри для вимірювання температури контактним способом. Так, наприклад, одне з вітчизняних підприємств налагодило виробництво серії вимірників температури, кожен з яких складається з електронного блоку і набору змінних датчиків температури, що є стандартними хром-алюмінієві термопарами (тип К) в різних конструктивних виконаннях.

На рис. 6. показаний зовнішній вигляд контактного термометра ЕТ1−2001, в комплект постачання якого входять термопари: поверхнева (для вимірювання температури поверхні твердих тіл — tmax = 1000 °C, погружная (для вимірювання температури в об'ємі сипких і рідких речовин — tmax = 25о°с і безкорпусна (для вимірювання температури повітря і інших газів — tmax = 250 °C.

Рис. 6. Зовнішній вигляд контактного термометра ЕТ1−2001

На рис. 7. показаний зовнішній вигляд мініатюрного термометра (Thermapen™) широкого застосування. Високонадійний і зручний в обігу. Оснащений вбудованим зондом, що складається. Діапазони вимірювання температури: ~49,9…199,9°С. Існують не тільки спеціалізовані прилади з термодатчиками для вимірювання температури, але і універсальні мультіметри з функцією вимірювання температури.

Рис. 7. Зовнішній вигляд мініатюрного термометра (Thermapen™)

Електромагнітний клапан Електромагнітний клапан використовують в системах дистанційного управління по трубопроводах в пропарювальних камерах. Для ямної камери використовують електромагнітний клапан типу 15кч892п СВВ (СЗ 21 087).

Рис. 8.Електромагнітний клапан Технічні характеристики електромагнітного клапана типу 15кч892п СВВ (СЗ 21 087) в таблиці 2.

Таблиця 2

Мікропроцесорний програмуючий регулятор МІК-51

Рис. 9. Мікропроцесорний програмуючий регулятор МІК-51

Область застосування:

— Побудова систем автоматизації технологічних процесів малого і середнього (по числу входів-виходів) рівня складності, що управляють і інформаційних, а також побудови окремих локальних і розподілених підсистем складних АСУТП.

— АСОВІ ТП малій і середній складності підприємств з безперервними і дискретними технологічними процесами різних галузей (енергетичні, хімічні, машинобудівні, сільськогосподарські, харчові виробництва, підприємства комунального господарства т.п.).

— Системи технологічного захисту і блокування аварійних і нештатних ситуацій, сигналізація порушень технологічного процесу, реєстрацію подій, архівацію даних.

— Територіально розподілені, видалені і локальні системи управління.

Функціональні можливості:

— Контролер МІК-51 це — проектно-компонований виріб, який дозволяє користувачеві вибрати потрібний комплект модулів і блоків згідно числу і виду вхідних-вихідних сигналів.

— Вбудовані засоби самодіагностики: сигналізація і ідентифікація несправностей, про вихід сигналів за допустимі межі, про збої в ОЗУ, порушенні обміну по мережі і тому подібне У контролерах МІК-51 є розвинена система міжконтролерного обміну, за допомогою якої контролери можуть об'єднуватися в локальну або розподілену мережу, що управляє. У мережі контролери можуть обмінюватися інформацією, як з комп’ютером, так і між собою. Дана функція забезпечує можливість організації розподіленої обробки даних, а також збільшення числа каналів введення-виводу. При використанні функції міжконтролерного обміну значно знижується інформаційне навантаження на мережу.

— Програмування контролера виконується за допомогою клавіш передньої панелі або по інтерфейсу за допомогою спеціального програмного забезпечення — візуального редактора FBD-программ АЛЬФА. Як мова програмування в системі реалізована мова функціональних блокових діаграм Fnction Block Diagram (FBD), що надає користувачеві механізм об'єктного візуального програмування. Система програмування реалізована відповідно до вимог стандарту Міжнародної Електротехнічною Комісси (МЕК) IEC 1131−3.

Редактор FBD-программ АЛЬФА має вбудований відладчик програм, систему логічного контролю стану програми, можливості документування програм друку, представлення програми у вигляді таблиці і інші.

Математична обробка інформації

Контролер МІК-51 містить бібліотеку функціональних блоків, достатню для того, щоб вирішувати порівняно складні завдання автоматичного регулювання логико-програмного управління.

Бібліотека функціональних блоків умовно розділена на розділи:

— Функціональні блоки введення-виводу: інтерфейсне уведення-виведення, аналогове уведення-виведення, дискретне уведення-виведення, імпульсне введення

— Математичні функціональні блоки: множення, підсумовування з масштабуванням, ділення, корінь квадратний, абсолютне значення, інтеграція, диференціювання із затримкою.

— Логічні функціональні блоки: Логічне І, многовходовоє І, Логічне АБО, многовходовоє АБО, виключає АБО, мажорування, трігер, регістр, виділення фронту.

— Функціональні блоки управління програмою: мінімум, максимум, що ковзає середні, затримка, екстремум, обмеження, обмеження швидкості, перемикач по номеру, компаратор, таймер, лічильник, мультивібратор, одновібратор, імпульсатор.

— Функціональні блоки управління технологічним процесом: фільтр, масштабування, кусочно-лінійна функція, уставка аналогова, уставка часу, програмний задатчик, таймер сигналізатор реального часу, лінійна зміна параметра, регулятор аналоговий, регулятор каскадний, регулятор імпульсний, призначена для користувача панель.

— Функціональні блоки дельта-регуляторів: регулятори аналогові і імпульсні з розширеними функціями, дельта-регулятор.

Кількість входів-виходів контролер

У базовій моделі:

— Аналогові входу — 4 (2 універсальних, 2 уніфікованих).

— Аналогові виходу -1.

— Дискретні входу -3.

— Дискретні виходу -5.

Моделі і коди модулів розширення (УСО):

— МР-51−01: 8 дискретних входів, 1 імпульсний вхід

— МР-51−02: 4 дискретних входу, 4 дискретных выхода, 1 импульсный вход*

— МР-51−03: 8 дискретных выходов

— МР-51−04: 8 дискретных выходов

— МР-51−05: 4 дискретних входа, 4 дискретних вихода, 1 імпульсний вхід, 1 аналоговий вихід

— МР-51−06: 8 дискретних виходів, 1 аналоговий вихід

— МР-51−07: 3 аналогових входу

* - 1 імпульсний вхід з числа дискретних входів У контролері МИК-51 предбачена установка тільки одного модуля розширення.

Характеристики вхідних сигналів

— Сигнали від термопар ТХК (L), ТХА (K), ТПП (S), ТПР (B), ТВР (A), ТЖК (J), Тхкн (E) по ДСТУ 2837−94, DIN 584−1.

— Сигнали від термометрів опорів ТСМ 50 М, ТСМ 100 м, ТСП 50П, ТСП 100П, Pt50, Pt100 по ДСТУ 2858−94.

— Уніфіковані аналогові сигнали постійного струму 0−5мА, 0−20мА, 4−20мА; 0−10 В по ГОСТ 26.011−80.

— Дискретні і імпульсні сигнали: 24 В постійного струму, балка." 1″ напругою від 19 до 32 В; балка." 0″ напругою від 0 до 7 В. Групова розв’язка.

— Максимальна частота проходження імпульсів 3кГц для імпульсного входу.

Характеристики вихідних сигналів

— Уніфікований аналоговий сигнал постійного струму 0−5мА, 0−20мА, 4−20мА; 0−10 В по ГОСТ 26.011−80.

— Дискретні і імпульсні сигнали: реле 220 В 8А, оптосимістор з внутрішньою схемою переходу через нуль до 600В-50мА, твердотільне реле 60В-1ААС/2АDC, транзистор ОК 40 В 100мА (залежно від замовлення). Групова розв’язка.

Технічні характеристики

— Об'єм пам’яті: ПЗП — 128 кбайт, ОЗУ — 4 кбайт.

— Поточний час (таймери, програмні задатчики і так далі), постійні часу, інтервали від 0 до 9999 c, від 0 до 9999 ч, таймер реального часу з батареєю резервного живлення.

— Час циклу — від 0.1.

— Кількість алгоблоков — до 99.

— Погрішності перетворення: АЦП: ±0.2%; ЦАП: ±0.2%.

— Трирівнева (по входу, виходу і живленню) гальванічна ізоляція.

— Збереження інформації при відключенні живлення.

— Час збереження інформації при відключенні живлення — 10 років.

— Канал інтерфейсного зв’язку RS-485 (2/4 провідний).

— Швидкість обміну — до 921 Кбіт/с.

— Температура навколишнього середовища: від -40°С до +70°С.

— Напруга живлення: від мережі змінного струму ~220(+22,-33)У, (50±1) Гц.

— Споживана потужність: не більше 15 Вт.

— Корпус (Вхшхг): щитовою 96×96×185 мм Din43700, IР30.

— Монтажна глибина: 240 мм.

— Маса блоку: не більш 2,0 кг Рис. 10. Високоточний датчик динамічного тиску Високоточний датчик динамічного тиску для систем автоматичного керування у теплоенергетиці, енергообліковій та космічній техніці.

Обчислювальний пристрій витратоміру, А 351−11

Обчислювальний пристрій витратоміру, А 351−11 призначено для автоматичного обчислення поточної і сумарної витрати кисню, азоту і метану, воно розраховане на роботу у складі витратомірів змінного перепаду тиску, що використовують як звужуючі пристрої діафрагми. Пристрій може бути використане в системах автоматичного управління подачею технологічного газу при конверторному способі виробництва стали.

Вхідними сигналами є сигнали постійного струму (0,5, 0−20 або 4−20 мА) і напруги (0−10 В), пропорційні перепаду тиску на діафрагмі і надмірному тиску газу, а також зміна опору термоперетворювача з номінальною статичною характеристикою перетворення 100 М, пропорційне температурі газу. Вихідними сигналами пристрою по кожному каналу є аналогові сигнали постійного струму 0−5, 0−20 або 4−20 мА, пропорційні поточній витраті газу, і кодовані сигнали у вигляді 16-розрядної паралельної двійково-десяткової коди, пропорційні поточній і сумарній витраті газу. Основна погрішність пристрою не перевищує ±0,4% від діапазону зміни вихідного сигналу по формуванню вихідних аналогових сигналів і ±0,25% по формуванню вихідних кодованих і двопозиційних сигналів.

Основними вузлами пристрою є блок обробки вхідних сигналів, блок виводу і блок завдання установок. Характеристики блоків пристрою А351−11 дані і табл. У.12.

Обчислювальний пристрій виготовляють по індивідуальних характеристиках, замовником, що повідомляється, до замовлення пристрої прикладають карту замовлення встановленої форми.

Живлення пристрою змінним струмом напругою 220 I! частотою 50 Гц.

Виробник — московське ПО «Манометр».

Технічні характеристики блоків обчислювального пристрою, А 351−11

Вимірювальні перетворювачі типів «Сапфір» і «Сапфір-22-Ех»

Для вимірювання тиску в ямній камері використовуємо давач тиску типу «Сапфір».

Перетворювачі призначені для роботи в системах автоматичного контролю, регулювання й керування технологічними процесами й забезпечують безперервне перетворення значення вимірюваного параметра-тиску надлишкового, абсолютного, розрідження, різниці тисків нейтральних й агресивних середовищ в уніфікований струмовий вихідний сигнал дистанційної передачі. Перетворювачі різниці тисків можуть використатися для перетворення значень рівня рідини, витрати рідини або газу, а перетворювачі гідростатичного тиску — для перетворення значень рівня рідини в уніфікований струмовий вихідний сигнал. Перетворювачі різниці тисків при роботі із блоком витягу кореня БИК-1 застосовують для одержання лінійної залежності між вихідним сигналом і вимірюваною витратою. Перетворювачі призначені для роботи із вторинною, що реєструє й показує апаратурами, регуляторами й іншимипристроями автоматики, машинами централізованого контролю й системами керування, що працюють від стандартний вхідний сигнал, 0−5, 0−20 або 4−20 мА постійного струму.

Принцип дії перетворювача заснований на використанні тензоефекта в напівпровідниковому матеріалі. Вимірюваний параметр надходить у камеру вимірювального блоку, де лінійно перетвориться в деформацію чутливого елемента й зміна електричного опору тензорезисторів тензоперетворювача, розміщеного у вимірювальному блоці. Електронний пристрій перетворить цю зміну опору у вихідний сигнал. Чутливим елементом тензоперетворення є пластина з монокристалічного сапфіра із кремнієвими плівковими тензорезисторами, міцно з'єднана з металевою мембраною тензоперетворювача.

Перетворювачі типу «Сапфир-22-Ех» мають вибухозахисне виконання. Кожен перетворювач має регулювання діапазону вимірів і може бути настроєний на будь-яку верхню межу вимірів, зазначена для даної моделі. Перетворювачі з межею допускає погрішності, що, 0,25% поставляються по попередньому узгодженню із заводом-виготовлювачем.

Перетворювачі типу Сапфір-22ДД випускають із спадаючою або зростаючою характеристикою вихідного сигналу (лінійна — по перепаду й нелінійна — по витраті) залежно від замовлення, інші перетворювачі — з лінійно зростаючою характеристикою вихідного сигналу. При використанні перетворювача типу Сапфір-22ДД із граничним значенням вихідного сигналу 4 і 20 мА разом із блоком витягу кореня БИК-1, живлення перетворювача здійснюється від БИК-1.

Кінцеве значення вихідних сигналів: 0 і 5 або 0 і 20, або 4 і 20 мА постійного струму.

Перетворювач складається з вимірювального блоку й електронного пристрою. Перетворювачі різних параметрів мають уніфікований електронний пристрій і відрізняються лише конструкцією вимірювального блоку. Вимірювальні блоки виконані двох типів (залежно від меж виміру): мембранного й мембранно-важільного.

У схемі перетворювачів типу «Сапфір-22ДИ» моделей 2150, 2160, 2170 і типу «Сапфір-22ДІВ» моделі 2350 (рис. 11, а) Рис. 11. Схема перетворювачів: а — типу «Сапфір-22ДИ» моделей 2150, 2160 2170 і типу «Сапфір-22ДІВ» моделі 2350; б— типу «Сапфір-22ДД» моделей 2410, 2420, 2430, 2434, 2440, 2444

Мембранний тензоперетворювач розміщений усередині підстави. Внутрішня порожнина 4 тензоперетворювача 3 заповнена кремнії органічною рідиною й відділена від вимірюваного середовища металевою гофрованою мембраною 6, привареної по зовнішньому контурі до підстави 9. Порожнина 10 повідомлена з навколишньою атмосферою. Вимірюваний тиск подається в камеру 7 фланця, що ущільнений прокладкою 8, впливає на мембрану і через рідину — на мембрану тензоперетворювача, викликаючи її прогин і зміну опору тензорезисторів. Електричний сигнал від тензоперетворювача передається з вимірювального блоку в електронний пристрій 1 по проводам через гермо-вивід 2.

Електронний пристрій змонтований на трьох платах, розміщених усередині спеціального корпуса, закритого кришками і який має кабельний вхід.

У схемі перетворювачів «Сапфір-22ДД» моделей 2410, 2420, 2430, 2434, 2440, 2444 (рис. 1, б) тензоперетворювач 4 мембранно-важільні типи розміщений усередині підстави 2 у заповненої кремнійорганічною рідиною порожнини. Він відділений від вимірюваного середовища металевими гофрованими мембранами 1, які по зовнішньому контурі приварені до підстави й з'єднані між собою центральним штоком 3, пов’язаним з кінцем важеля тензоперетворювача. Вплив різниці тисків викликає прогин мембрани 1, вигин мембрани 8 тензоперетворювача, зміна опору тензорезисторів 5. Електричний сигнал з тензомодуля передається з порожнини високого тиску в убудований електронний пристрій 6 по проводам через гермовивід 7.

Вимірювальний блок витримує без руйнування вплив однобічного перевантаження робочим тиском. Це забезпечується тим, що при однобічному перевантаженні мембрана 1 після додаткового переміщення лягає на профільовану подушку.

У перетворювачах розрідження, надлишкового тиску-розрідження й надлишкового тиску використаються ті самі вимірювальні блоки. Вони відрізняються від вимірювальних блоків перетворювачів різниці тисків конструкцією фланців і тим, що в них вимірюваний тиск підводить лише до «плюсового» камері, а «мінусова» камера повідомлена з навколишньою атмосферою. Відмінність вимірювальних блоків абсолютного тиску полягає в тому, що в них «мінусова» камера вакуумирована й герметизирована.

Вимірювальний блок перетворювача гідростатичного тиску виконаний на базі описаного вище вимірювального блоку різниці тисків, має додатково мембранний розділовий елемент, змонтований на винесеному фланці, що встановлений на підставі вимірювального блоку замість фланця з боку «мінусової» порожнини.

Не допускається застосування перетворювачів з вимірювальними блоками, заповненими кремнійорганічний (поліметил-силоксановий) рідиною, у процесах, де неприпустиме влучення цієї рідини у вимірюване середовище. Це обмеження не ставиться до перетворювачів типу «Сапфір-22ТАК» моделей 2020, 2030, 2040, 2051, 2061, типу «Сапфір-22ДИ» моделей 2151, 2161, 2171 і типу «Сапфір-22ДІВ», що не мають кремнійорганічнічного заповнення.

Перетворювач вибухозахисного типу «Сапфир-22-Ех» (рис. 2) складається із двох функціональних пристроїв: первинного перетворювача, що включає в себе вимірювальний блок й убудований електронний пристрій, і блоку перетворення сигналів БПС-24.

Рис. 12. Функціональна схема живлення перетворювача «Сапфір-22» від блоку живлення

22БП-36 стабілізованою напругою постійного струму 36 В. Живлення блоку змінним струмом напругою 220 В або 240 В частотою 50 Гц. Блоки живлення мають два варіанти виконання: 1 — одноканальний, що забезпечує живлення трьох перетворювачів, і 2 — двухканальний, що забезпечує живлення шести перетворювачів. Блок живлення двухканальний містить у собі два ідентичні, незалежних друг від друга гальванічно розв’язаних каналу.

Потужність, споживана блоком живлення при максимальному значенні струму навантаження на один канал 70 мА, не перевищує: для одноканального блоку 12 В-А, для двохканального 24 В*А.

Живлення вибухозахисного вимірювального перетворювача типу «Сапфир-22-Ех» здійснюється від блоку перетворення сигналів БПС-24, що забезпечує одержання лінійної залежності між формованим вихідним уніфікованим струмовим сигналом і вимірювальним параметром (БПС-24 П), а також лінеаризацію статичної характеристики перетворювача при вимірі витрати по методу перепаду тиску на звужуючому пристрої (БПС-24 ДО).

Живлення блоку БПС-24 змінним струмом напругою 220 В або 240 В частотою 50 Гц; споживана потужність 40 В-А. Живлення блоку витягу кореня БИК-1 залежно від виконання здійснюється Вимірювальні перетворювачі типів «Сапфір» й «Сапфир-22-Ех» струмом напругою 220 В або 240 В частотою 50 Гц або постійним струмом напругою 36 В, наприклад від блоку 22БП-36, що входить до складу перетворювачів «Сапфір-22»; споживана потужність не більше 10 В-А.