Уровнемеры для серной кислоты

Уровнемеры для серной кислоты

Страницы работы

Фрагмент текста работы

нашем случае, буёк будет представлять полый стальной цилиндр, покрытый сверху фторлоном-3(так как необходимо измерять уровень агрессивной среды).

Рассчитаем основные характеристики буйка:

.Рис 3.2.Чувствительный элемент буйкового уровнемера.

На буёк находящийся в жидкости будут действовать сила тяжести и выталкивающая сила (сила Архимеда). Спроектируем их на ось Х.

Рис 3.3.Основные силы, действующие на буек, погруженный в жидкость.

;

Для определения FT необходимо найти массу буйка. Зададимся размерами буйка:

Так как нам необходимо измерять уровень агрессивной среды(кислоты), то наш буёк будет покрыт фторлоном-3(). Толщина покрытия будет равна 1мм. Определим массу фторлона-3:

.

Внутренняя часть буйка будет изготовлена из стали().

Внутри буёк будет полым. Толщину стенки возьмём 2мм.

Определим массу стали:

.

кг.

G= mжg+ – статическая характеристика ПИП.

K=.

Строим статическую характеристику ПИП.

Рис 3.4.Статическая характеристика чувствительного элемента.

Диапазон изменения усилия на рычаге будет составлять от 11,2Н до 28,1Н.

;

Динамическая характеристика ПИП.

Буйковые измерители уровня в динамическом отношении эквивалентны колебательным звеньям. Их передаточная функция выглядит следующим образом:

;

– перемещение буйка, м;

– изменение уровня жидкости, м;

T1,T2 – постоянные времени буйкового измерителя уровня, с;

;

S- площадь поперечного сечения буйка;

m – приведённая масса буйка;

;

– коэффициент вязкого трения;

;

Строим динамическую характеристику:

Рис 3.5.Динамическая характеристика чувствительного элемента.

Определим величину противовеса:

;

;

Вес противовеса будет равен:

.

4. РАЗРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СИГНАЛА ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА.

Для преобразования изменения уровня в токовый сигнал используем преобразователь “сила-ток”.

Рис 4.1.Схема электрической системы передачи измерительной информации с преобразователем “сила-ток”.

В основу работы ПИП, оснащённых преобразователями “сила-ток”, положен принцип силовой компенсации. ПИП включает чувствительный элемент и преобразователь “сила-ток” .

Измеряемая величина h преобразуется чувствительным элементом в усилие . Это усилие через рычаг 2 уравновешивается усилием обратной связи , развиваемым магнитоэлектрическим преобразовательным элементом. Магнитоэлектрический преобразовательный элемент состоит из стержневого постоянного магнита NS с П-образным магнитопроводом 3,в зазоре между постоянным магнитом NS и магниторповодом расположена круглая рамка 4, жестко закреплённая на рычаге 2. Обмотка рамки соединена с выходом электронного усилителя 7. Вход электронного усилителя соединён со вторичными обмотками L2 и L2’ индикатора перемещения 6 рычага 2. Индикатор перемещения выполнен в виде дифференциально-трансформаторного преобразователя, на первичную обмотку L1 которого подаётся питание с электронного усилителя.

Читайте также:  Индукционный нагреватель на тиристорах схема

При изменении значения h равновесие рычажной системы нарушается, что приводит к перемещению рычага и укреплённого на нём сердечника 5 из магнитомягкого материала. Перемещение сердечника преобразуется индикатором перемещения 6 в электрический сигнал , который поступает на вход электронного усилителя 7. Последний усиливает и преобразует в ток Iвых , подаваемый в линию связи и на вход элемента обратной связи – магнитоэлектрического преобразовательного элемента. При протекании тока Iвых по катушке 4 магнитоэлектрического преобразовательного элемента формируется сила :

B – магнитная индукция;

l – средняя длина витка катушки;

n – число витков катушки.

Перемещение рычага 2 под действием сил Rx и Roc происходит до тех пор пока не наступит равновесие :

;

В состоянии равновесия выходной сигнал преобразователя “сила-ток” связан с Rx зависимостью

статическая характеристика преобразователя “сила-ток”

В свою очередь Rx=b-Kh следовательно

– коэффициент преобразования ПИП;

– коэффициент преобразования чувствительного элемента;

;

Путём изменения коэффициента Кп можно изменять диапазон измерений преобразователя в пределах (10-20)%.

Для ПИП с диапазоном измерений hmin-hmax статическая характеристика имеет вид:

, если диапазон изменения выходного сигнала 0-5 мА.

;

Найдём значения B,l,n.

Найдём значения Iвых при минимальном и максимальном значениях уровня:

;

.

Для получения унифицированного сигнала 05В воспользуемся следующей схемой на операционных усилителях:

Рис 4.2. Схема для получения унифицированного сигнала.

Uвых = 05В.

5. ВЫБОР ВТОРИЧНОГО ПРИБОРА ПО КАТАЛОГАМ ПиСА.

Для регистрации аналогового сигнала с выхода нормирующего


Датчики
уровня

Приводная
техника

Пром-
автоматика

Пневмо-
вибраторы

Свето-
сигнальное
оборудование

В чем сложность измерения уровня кислот и щелочей?

При подборе уровнемера для химических растворов следует обратить внимание на несколько факторов :

Во-первых, из какого материала сделана емкость, в которой необходимо измерить уровень хим.раствора. Согласитесь, нет никакого смысла перелопачивать огромные постулаты о совместимости материалов, когда можно использовать уровнемер с контактной частью того же состава, что и емкость. Большая часть уровнемеров изготавливаются из нержавеющей стали, поэтому имея такой же резервуар, нет необходимости искать химически стойкие фторопласты.

Читайте также:  Ручка замок на пластиковые окна

Во-вторых, какая диэлектрическая константа измеряемого раствора. Например, для микроволновых и емкостных уровнемеров это определяющий фактор.

В-третьих, выделяет ли измеряемый материал пары или газы, или не подвержен таким выделениям. Это в первую очередь оказывает влияние на ультразвуковые и гидростатические уровнемеры и говорит о возможности их применения.

Приведу несколько самых распространенных примеров из практики измерения уровня химических растворов.

Серная кислота в неметаллической емкости

Так как серная кислота (концентрированная, водный раствор, олеум) не может нормально сосуществовать с металлами, то хранят их в основном во фторопластовых емкостях.

Серная кислота не образует газовых подушек и особо не парит (исключение олеум – «дымящая серная кислота»), потому применять для ее измерения можно как бесконтактные (ультразвуковые EasyTREK/EchoTREK в корпусе из PVDF/PTFE, радарные PiloTREK c оболочкой для антенны из PTFE), так и контактные уровнемеры (MicroTREK, NivoTRACK с зондом покрытым PFA).

Азотная кислота в емкости из нержавеющей стали

Азотная кислота слабо агрессивна к нержавеющей стали, но "дымит" на открытом воздухе, поэтому для ее измерения лучше использовать контактные уровнемеры с зондом, покрытым PFA, например, MicroTREK.


MicroTREK

Плавиковая кислота в полиэтиленовой емкости

Плавиковая кислота агрессивна практически ко всем материалам, кроме тефлона (PTFE) и фторопласта (PVDF). Кислота ведет себя по-разному в зависимости от содержания в ней воды, потому экспериментировать с измерением ультразвуком не стоит, как не стоит и пробовать с гидростатическим датчиком уровня.

Хоть LMK 351 и соответствует материалами, однако кислота моментально съест керамику в случае нарушения целостности тефлона.

Поэтому лучшим способом будет измерение с помощью микроволн, т.е. MicroTREK с покрытием PFA или PiloTREK с оболочкой из PTFE.


PiloTREK

Каустическая сода / Едкий натр

Это самая распространенная щелочь, при том агрессивная к фторопластам (PVDF), а также имеющая свойство кристаллизоваться, потому лучше выбрать бесконтактный метод измерения.

Читайте также:  Гидравлический домкрат с большим ходом штока

Например ультразвук EasyTREK/EchoTREK или микроволновый радарный PiloTREK. Использовать можно любую антенну, так как к нержавеющей стали данная щелочь не агрессивна.


EchoTREK


В ролике мы демонстрируем, как справляется с производственным шумом
светосигнальный мегафон SCDFL.
Предлагаем Вам сравнить его работу с работой обычной светосигнальной колонны:

Подписка на рассылку

Последние новости и специальные предложения
от компании РусАвтоматизация . Хотите быть в курсе? Рекомендуем подписаться на нашу рассылку.

Руководства по эксплуатации датчика КОРУНД-ДИ-001Мхх-552:

С унифицированными выходными электрическими сигналами: РЭ_КОРУНД-ДИ-001М-552

C выходным сигналом по HART-протоколу: РЭ_КОРУНД-ДИ-001МH-552

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector