Разработка высокоточного электромагнитного расходомера жидкостей для селськохозяйственного производства

• Автор: Пугач, Евгений Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Измерение расхода жидких продуктов в сельскохозяйственных технологиях

1.1.1 Измерение расхода жидких продуктов.

1.1.2 Технология приемки молочной продукции

1.1.3 Технология нормализации молока.

1.2 Обзор типов расходомеров для жидких продуктов.

1.2.1 Турбинный расходомер.

1.2.2 Вихревой расходомер

1.2.3 Ультразвуковой расходомер

1.2.4 Электромагнитный расходомер
1.3 Цели исследования.
2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР С КОНЦЕНТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ.
2.1 Принципы построения высокоточного электромагнитного расходомера
2.1.1 Погрешности электромагнитных расходомеров
2.1.2 Электромагнитный расходомер с прямоугольным каналом
2.1.3 Электромагнитный расходомер с концентрическим полем
2.2 Математическая модель электромагнитного расходомера.
2.2.1 Расчетная конструкция расходомера и основные допущения.
2.2.2 Основные уравнения и граничные условия расходомера.
2.3 Точностные показатели электромагнитного расходомера.
2.3.1 Расчетная модель и распределения скоростей потока жидкости.
2.3.2 Точность измерения расхода при различных распределениях скоростей.
2.3.3 Анализ влияния геометрических размеров расходомера на точность измерения.
3 СИСТЕМА ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСХОДОМЕРА.
3.1 Питание расходомера импульсным током.
3.2 Метод измерения полезного сигнала
4. РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РАСХОДОМЕРА
4.1 Разработка функциональной схемы
4.2 Разработка принципиальной схемы
4.3 Разработка программного обеспечения
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСХОДОМЕРА И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.
5.1 Цели и оборудование эксперимента
5.2 Постановка и результаты эксперимента
5.3 Техникоэкономическое обоснование.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При этом конструкция расходомера по своей технологичности и простоте изготовления должна конкурировать с расходомерами с поперечным нолем при более высоких показателях точности измерения. Особенности построения системы питания импульсным током электромагнитного расходомера с концентрическим полем требует проработки измерительной системы. Объектом диссертационной работы является электромагнитный расходомер с концентрическим полем в целом и его составляющие: первичный преобразователь, система питания и система измерения. Целыо диссертационной работы является расширение областей применения электромагнитного расходомера в сельском хозяйстве, молочной и пищевой промышленности; развитие научных основ и принципов построения электромагнитного расходомера; разработка конструкции электромагнитного расходомера с повышенными точностными характеристиками; разработка новых принципов измерения расхода электромагнитным расходомером. Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использовались традиционные методы интегрального и дифференциального исчислений, базовые положения электромагнитной теории ноля, практические аспекты промышленной электроники и микропроцессорной техники, компьютерные средства решения дифференциальных уравнений в частных производных. Практическая ценность. Разработанная конструкция электромагнитного расходомера с концентрическим полем, принципиальные схемы и программное обеспечение являются основой для создания действующего серийного варианта устройства. Представленные в диссертационной работе алгоритмы, программы и методы математического моделирования позволяют значительно снизить сроки опытно-конструкторских и натурных испытаний. Замена существующих электромагнитных расходомеров разработанной конструкцией в большинстве случаев позволяет повысить точность измерения расхода при меньшей стоимости устанавливаемого устройства. Разработанный способ измерения расхода при питании расходомера импульсным током упрощает конструкцию, уменьшает габаритные размеры и снижает стоимость устройства. Предложенный метод может быть применен для других конструкций электромагнитных расходомеров. Разработанная математическая модель может использоваться для дальнейших научных и практических исследований точностных характеристик расходомера при любых профилях скоростей потока жидкости. Измерение расхода и массы веществ (жидких, газообразных, сыпучих, твердых, паров и т. В пищевой промышленности оптимальное управление многими технологическими процессами основывается на смешивании различных компонентов и ингредиентов, входящих в состав изготовляемого целевого продукта, в строго определенных соотношениях, изменение которых может привести к нарушению хода процессов и получению некачественного выходного продукта. Значительную долю всех продуктов пищевой промышленности составляют жидкие продукты. Это относится в набольшей степени к молочной промышленности, а также к технологиям но производству безалкогольных напитков (соков, сиропов, лимонадов и т. Для измерения расхода жидких продуктов используются расходомеры различных типов. Многие расходомеры предназначены не только для измерения расхода, но и для измерения массы или объема вещества, проходящего через средство измерения в течение любого, произвольно взятого промежутка времени. Масса или объем вещества, прошедшего через расходомер, определяется по разности двух последовательных во времени показаний отсчетного устройства или интегратора. Измерение массы необходимо при учетных операциях, а также для определения плотности отдельных компонентов и регулирования состава многокомпонентного конечного продукта. Молочная промышленность занимает первостепенное положение но количеству перерабатываемых и производимых жидких продуктов[3,,,]. Первичное сырье - молоко используется для производства питьевого молока и сливок, кисломолочных напитков, производства сгущенного молока. Огромное количество производимых из первичного сырья продуктов приводит к сложной инфраструктуре всего предприятия по переработке молока. Рис. Современные производства молочных продуктов являются сложными организационно-техническими комплексами.