Тавлен способ измерения уровня сыпучего продукта в закрытой технологической емкости, основанный на использовании принципа демпфирования ультразвуковых колебаний

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Колебания и волны, 42.79kb.
• Спецпрактикум измерения и автоматизация, 204.06kb.
• В. Г. Иваненко Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 38.33kb.
• Решение дифференциального уравнения затухающих колебаний, график затухающих колебаний,, 68.04kb.
• Тест демпфирования подвески (в т ч. визуальный осмотр амортизаторов) 100,00, 117.25kb.
• Механические колебания и волны, 25.91kb.
• Е описывается способ реализации интерфейса командной строки в беспроцессорных СнК,, 47.24kb.
• Формирование остаточных напряжений при нарезании резьбы с наложением ультразвуковых, 289.5kb.
• Методика расчёта остаточных напряжений при нарезании резьбы с учётом ультразвуковых, 21.57kb.
• Микроволновая терапия, 264.32kb.

Б.М. КЕРБЕЛЬ, Л.В. АРТЮХИНА

Северский государственный технологический институт


АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ СЫПУЧЕГО ПРОДУКТА В ШНЕКОВОМ АППАРАТЕ


В работе представлен способ измерения уровня сыпучего продукта в закрытой технологической емкости, основанный на использовании принципа демпфирования ультразвуковых колебаний. Автоматизация процесса измерения и контроля уровня достигается путем применения плат сбора данных.


Комплексная автоматизация технологических процессов, связанных с использованием токсичных и взрывоопасных сред, а также сред, находящихся в условиях высоких температур и давлений, требует разработки новых способов и средств измерения, позволяющих контролировать параметры без нарушения целостности объектов контроля. В атомной, химической и других отраслях промышленности широкое распространение получил ультразвуковой метод контроля уровня [1]. Свойство ультразвуковых волн проникать через металлические стенки установок в измеряемую среду, распространяться слабо расходящимися пучками и отражаться от границы раздела двух сред, а также высокая радиационная и температурная стойкость современной пьезокерамики позволяют исполь­зовать ультразвуковые методы для контроля уровня агрессивных сред. Возможность измерения параметров технологических процессов без непосредственного контакта с контролируемой средой особенно важна для герметичных емкостей. В настоящее время промышленностью не выпускаются уровнемеры для аппаратов, в которых согласно технологии процесса осуществляется постоянное перемешивание продукта с помощью шнека. В процессе работы подобных установок в отсутствие контроля за степенью загрузки твёрдой фазой происходит заполнение свободного пространства реактора, что приводит к негативному влиянию на узлы уплотнения вала мешалки и к возможности аварийной остановки аппарата. При малой степени заполнения реактора понижается степень использования газового агента. Для оптимизации технологического процесса необходимо автоматическое управление ходом технологического процесса посредством регулирования и поддержания твердого реагента в аппарате. Оптимальность и стабильность процесса производства позволит обеспечить приборный контроль уровня сыпучего продукта. Жесткие условия эксплуатации (высокая температура, радиоактивность, присутствие агрессивных сред) не позволяют применить для задач данного класса поплавковые, емкостные, радиометрические и ряд других методов измерения уровня. Перспективным является использование колебаний ультразвукового диапазона.

Ультразвуковые уровнемеры можно разбить на три группы, работающие на принципах: ультразвуковой локации; прохождения и демпфирования. Сигнализаторы, работающие на принципе демпфирования ультразвуковых колебаний, позволяют получать необходимую информацию по результатам взаимодействия энергии колебаний, введенных в объект с измеряемой средой. На основе данного принципа авторами разрабатывается датчик уровня, способ действия которого основан на фиксации изменения затухания ультразвуковых колебаний, распространяющихся по стенке технологической емкости при изменении в ней уровня сыпучего продукта [2].

Для реализации принципа демпфирования ультразвуковых колебаний изготовлены пьезопреобразователи – излучатель и приемник. Возбуждение системы осуществляется путем подачи электрического сигнала на излучатель, который преобразуется пьезоэлементом в акустические колебания. Колебания проходят через установку и регистрируются пьезоэлементом приемника. Переменной величиной является уровень сыпучего продукта в установке. В зависимости от уровня изменяются параметры выходного сигнала. Исследования проводились по нескольким направлениям: возбуждение пьезоизлучателя синусоидальным сигналом на резонансной частоте и возбуждение импульсами. Экспериментальные исследования показали, что при использовании резонансного режима работы пьезопреобразователей уровень выходного сигнала на порядок выше, чем при импульсном методе возбуждения, и лучше повторяемость результатов. В связи с этим в разрабатываемом устройстве реализован резонансный метод возбуждения.

С целью автоматизации процесса измерения предложено использование цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразователей, которые позволят программным способом задавать параметры сигнала, подаваемого на излучатель, реализовать оперативную математическую обработку сигнала приемного пьезопреобразователя, повысить точность измерения и обеспечат оперативный контроль уровня сыпучего продукта в шнековом аппарате.

Список литературы

1. Ультразвуковые пьезопреобразователи для неразрушающего контроля. Под ред. Ермолова И.Н. –М.: Машиностроение, 1986. –280 с.
   
2. Датчик уровня сыпучего продукта в закрытой технологической емкости//Материалы VII научно-технической конференции Сибирского химического комбината (в 4-х частях). Ч.2. -Северск: СГТИ, 2003. –с. 186-189.