Автоматизированный контроль и управление уровнем жидких и сыпучих материалов на основе диэлькометрического метода измерения

• Автор: Крапивин, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ГОРНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, СВЯЗАННЫХ С ИЗМЕРЕНИЕМ УРОВНЯ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ СРЕД.
1.1 Обзор методов и технических средств автоматического контроля и управления уровнем жидких и сыпучих сред.

1.2 Основные электрофизические характеристики контролируемых сред

1.3 Разработка концепции контроля уровня на основе

комплексного анализа электрофизических характеристик среды.

РАЗРАБОТКА МЕТОДА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ УРОВНЕМ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ СРЕД ВО ВМЕЩАЮЩИХ ЕМКОСТЯХ СРЕДСТВАМИ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДЫ.

2.1 Диэлькометрический метод измерения текущих значений

уровня и объема жидких и сыпучих сред для АСУ ТП

2.2 Построение математической модели измерения

2.2.1 Идеализированная модель метода на основе цилиндрического конденсатора
2.2.2 Основные характеристики модели
2.3 Оценка информационных характеристик модели
АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИССЛЕДУЕМОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ.
3.1 Погрешности нестабильности электрофизических свойств среды.
3.2 Погрешности нестабильности формы
вмещающей емкости.
3.3 Конструктивные погрешности устройства.
3.4 Погрешности нестабильности электрофизических свойств измерительного зонда.
ПРОБЛЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ
ДЛЯ АСУ ТП.
4.1 Требования к электрическим параметрам первичного преобразователя информации.
4.2 Концепция построения функциональной измерительной схемы системы
4.3 Исследование способов расширения функциональных возможностей устройства с использованием методов цифровой обработки информации.
4.4 Оценка параметров электромагнитной совместимости
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО МЕТОДА
5.1 Разработка макетного образца измерительного устройства.
5.2 Экспериментальные исследования макетных образцов уровнемера.
5.3 Результаты сравнения теоретических выводов и экспериментальных исследований.
5.4 Примеры практической реализации метода.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЯ


В., Берлинера М. А., Богородских А. П., Боднера В. А., Викторова В. А., Гриневича Б. Ф., Костиной Е. Н., Кузнецовой Н. Н., Левишиной Е С. Лункина Б. В., Новика А. И., Новицкого П. В., Нуберта Г. П., Профоса П. Совлукова А. С., Спектора С. А., Таукина Ш. М., Цейтлина В Г. Хансуварова К. И. и др. Измерение уровня является распространенным измерительным процессом в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Под измерением уровня понимается индикация положения раздела двух сред различной плотности относительно какой-либо горизонтальной плоскости, принятой за начало отсчета. В различных отраслях промышленности к уровнемерам предъявляют различные требования. При выборе уровнемера необходимо учитывать такие физические и химические свойства материала, как температура, абразивные свойства, вязкость, электрическая проводимость, радиоактивность, химическая агрессивность и т. Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в резервуаре или около него: давление, вакуум, нагревание, охлаждение, способ заполнения или опорожнения резервуара, наличие подвижных механических частей, огнеопасность и взрывоопасность. Результаты измерения уровня позволяют судить об объемном количестве вещества, содержащегося в резервуарах (баках, цистернах, танках и т. Для этого используются либо мерные емкости постоянного (по высоте) поперечного сечения (например, мерные баки объемных расходомерных установок), либо специальные тарировочные таблицы, ставящие в соответствие каждому текущему • значению уровня значение объема резервуара. Принцип действия первичных преобразователей уровнемеров основан на различии физических свойств веществ, образующих границу раздела. В зависимости от того, различие каких физических свойств веществ воспринимает первичный преобразователь, уровнемеры подразделяют на механические, акустические, электрические, оптические тепловые и другие (табл. Таблица 1. Основные характеристики зарубежных уровнемеров (по публикациям до г. Электронный индиитор уровня ЭИУ. Датчик уровня емшотныйД^'Е-2, РЗТП ±1,6 и ,5 0 Любые агрессивные адссти (кислоты, щелочи, ша и др. В; 0-1. Регулятор уровня ТТ6, TEL-/1,Fielden Eleclnxiics Ltd. Таблица 1. Основные характеристики зарубежных уровнемеров (по публикациям после г. Тип уровнемера ЕМРАР 4 АТС [_ЕМЕ[. Диапазон измерения, м (по спец. Макс. Разрешающая способность, мм 0,1 0,2 % 0. Параметры контролируемой среды: плотность, кг/м3 температура, °С температура окружающей среды, °С >0 -. Таблица 1. Основные характерно™ отечественных уровнемеров (по пубшациям до г. СУРС-М Кондуктометрший сигнализатор уровня раздела двух сред Нефть-веда • +5мм Релейный 0т5до 6x0x0 5x0x0 7. Таблица 1. Основные характерном отечественных уровнемеров (по публикациям после г. РИС1М, РИС1МИ (емкостные) 0,5-,0 -. РУПТ-А (ультразвуковой) 1,0*,0 +5. САПФИР- (буйксвый тензорезисторнгі) 0,*,0 •. УЬ-ЭМ, УБ-ЗМ-Ех (буйксвый индуктивный) 0,+,0 -. УРЫ1. УР5-ПМ (буйковый пневматический) 0,+,0 •. ДМПК-0М ДМПК-ЮОАМ *0 •. Эти характеристики определяются при градуировке, поверке, аттестации и испытаниях уровнемеров. К числу методических погрешностей, присущих любым процессам измерения уровня жидкостей, относятся погрешность ориентации датчика в сосуде и температурная [, ,,0]. Известные в настоящее время типы уровнемеров и методы преобразования сигнала приведены в табл. Рассмотрим эти методы более подробно. К механическим уровнемерам относятся поплавковые, буйковые и гидростатические уровнемеры. Принципиальная схема поплавкового уровнемера представлена на рис. В качестве первичного преобразователя уровнемера используется тело (поплавок) обычно шарообразной или цилиндрической формы, плавающее на поверхности жидкости и имеющее постоянную осадку (/). Поплавок под действием выталкивающей силы перемещается вместе с уровнем жидкости. Положение поплавка, являющееся мерой текущего значения уровня жидкости, фиксируется вторичным преобразователем и преобразуется в электрический, пневматический, частотный сигнал. Таблица 1.