Сбор и представление технологической информации для отражательной печи по переплавке алюминия
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
частка трубопровода до и после сужающего устройства; а также невозможность измерения расхода вязких сред в узких трубопроводах.
Для измерения расхода воздуха при его подаче в отражательную печь был выбран расходомер Метран-350-MFA на базе осредняющей напорной трубки OHT Annubar 485. Принцип действия расходомеров основан на измерении расхода среды (жидкости, газа, пара) методом переменного перепада давления с использованием осредняющей напорной трубки (далее ОНТ) Annubar. ОНТ Annubar 485 (рисунок 3.3) представляет собой погружную конструкцию, использующую в основе профиль T-образной формы. Такая конструкция применяется для измерения расхода в трубопроводах Dу от 50 до 2400 мм.
Рисунок 3.3 - OHT Annubar 485
485 устанавливается фронтальной частью навстречу потоку, пересекая его по всему сечению. В центре фронтальной поверхности профиля, по всей его длине симметрично относительно центра оси трубопровода располагаются щелевидные пазы, осредняющие скорость потока измеряемой среды и воспринимающие давление торможения, которое передается в плюсовую камеру Р1. Благодаря замене точечных отверстий щелевидными пазами, осреднение скорости стало более полным и точным, а сама ОНТ меньше засоряется.
Фронтальная часть профиля T-образной формы широкая и плоская, поэтому точка отрыва потока более стабильна (значит, стабильнее сигнал перепада давления), а зона повышенного давления перед профилем более обширна. В результате, сигнал давления, передаваемый камерой р1 на измерительную мембрану датчика, на T-образном профиле выше, чем на других формах профилей при том же расходе. По всей длине Annubar 485 с тыльной стороны профиля расположены отверстия, воспринимающие давление разрежения, которое передается в минусовую камеру Р2. Разность давлений Р1 и Р2 является перепадом давления ?Р = Р1-Р2 пропорциональным расходу.
На рисунке 3.4 показана схема монтажа расходомера на горизонтальном трубопроводе.
Рисунок 3.4 - Монтаж расходомера на горизонтальном трубопроводе
Датчик измеряет расход в диапазоне 4,2 .. 20853600,0 м3/ч (диапазоны измерений расходов для конкретных условий эксплуатации рассчитываются заводом-изготовителем в соответствии с данными опросного листа). Температура измеряемой среды составляет -40...400с (при интегральном монтаже датчика), -184...677с ( при удаленном монтаже датчика). Допустимое избыточное давление в трубопроводе - до 25 МПа. Диаметр условного прохода трубопровода для данной модели равен 500 мм.
Датчик генерирует аналоговый выходной сигнал 4-20мА, а также цифровой сигнал по протоколу HART. Предел относительной погрешности измеряемой величины составляет 1,0 - 3,0 %.
Электропитание осуществляется от внешнего источника тока: напряжение питания 11…55 В без внешней нагрузки (при передаче сигнала по 4-20 мА) или с Rн ? 250 Ом (при передаче сигнала по HART-протоколу); потребляемая мощность не более 1,1 Вт.
Степень защиты от воздействия пыли и влаги для датчика соответствует стандарту IP 66.
3.2 Измерение давления
Существуют различные принципы измерения давления: тензометрический, пьезорезистивный, ёмкостной, индуктивный, резонансный. Для измерения давления воздуха целесообразно использовать емкостные датчики.
Ёмкостные преобразователи (рисунок 3.5) используют метод изменения ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или кремниевые ёмкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости. В элементе из керамики или кремния, пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью. Емкостные датчики работают наиболее эффективно при невысоких давлениях.
Рисунок 3.5 - Устройство емкостного сенсора
С учетом требуемых характеристик был выбран датчик Метран 3051S-CG 2A с емкостной ячейкой, выполненной по технологии Saturn (рисунок 3.6). Этот датчик предназначен для измерения избыточного давления или разряжения.
Серия датчиков давления 3051S обладает улучшенными значениями основной приведенной погрешности 0,04% (вариант Ultra), 0,065% (вариант Classic), что связано с применением конструкции Super Module. Технология Saturn позволяет оптимизировать характеристики и расширить возможности преобразователя давления. Цельносварная, герметичная конструкция корпуса датчика из нержавеющей стали 316L защищает электронику от пыли, влаги и вредных примесей (степень защиты IP68). Чувствительные разделительные мембраны платформы Coplanar изолируют технологический процесс. Мембраны выполнены из различных материалов, в т.ч. сплавов для работы в агрессивных средах. Дополнительно датчик комплектуется фланцевым соединением, вентильным блоком, встроенной диафрагмой, разделительной мембраной, что дает законченное, инженерное решение.
Принцип действия. Во время работы датчика на базе емкостного сенсора разделительные мембраны находятся со стороны высокого и низкого давления датчика, передают рабочее давление процесса заполняющей масляной жидкости. Эта жидкость, в свою очередь, передает давление сенсорной мембране в центре ? -ячейки сенсора. Сенсорная мембрана действует как растянутая пружина, отклоняясь в ответ на перепад давлений (в датчиках избыточного давления атмосферное давление прикладывается аналогичным образом со стороны низкого давления). Выходной токовый