Файл: Автоматизация переработки каменноугольной смолы..pdf

шлангом 2 (фторопластовой трубкой) со сливной ли­ нией 3, па которой установлен регулирующий или запор­ ный клапан 4, управляемый аппаратчиком дистанционно при помощи ручного задатчика вторичного прибора 5 или вручную.

Уровнемер для вязках сред

Уровнемер предназначен для непрерывного контроля уровня вязких, полимеризующихся, агрессивных и за­ грязненных твердыми включениями жидких сред. Дейст­ вие прибора основано на принципе измерения давления столба жидкости гидростатическим методом. В комплект уровнемера входят датчик и вторичный прибор. В качес­ тве вторичных приборов используются манометры.

Если показания уровнемера требуется передать на пневматический прибор системы «Старт», то необходимо выход датчика преобразовать в унифицированный пнев­ матический сигнал, соответствующий 0,2—1 кгс/см2. В качестве преобразователей можно использовать дат­ чики давления системы ГСП, имеющие пневмовыход.

Датчик (рис. 16) состоит из корпуса 1, в котором за­ креплено сопло 2, соединенное через штуцер 12 с атмо­ сферой. Основным элементом датчика является мембра­ на 4, в центре которой при помощи уплотнительных про­ кладок 5, шайбы 6 и гайки 7 укреплена заслонка 3.

Мембрану изготавливают из листового фторопласта или специальной стали.. Мембрана через прокладки 10 герметически поджимается к корпусу при помощи коль­ ца 8 и винтов 9. Штуцер 11 служит для подвода питаю­ щего воздуха в подмембра иную камеру.

Принцип действия датчика заключается в следую­ щем: чувствительный элемент — открытая мембрана 4, воспринимая давление измеряемой среды, перемещается вместе с заслонкой 3, закрывая сопло 2, соединенное с ат­ мосферой. В этом случае давление в подмембранной ка­ мере увеличивается, что вызывает обратное перемеще­ ние мембраны вместе с заслонкой, которое будет проис­ ходить до тех пор, пока давление в подмембранной камере не сравняется с давлением наружной среды.

Схема измерения уровня в емкости дана на рис. 17. Сжатый воздух давлением 1,4+0,1 кгс/см2 поступает че­ рез постоянный дроссель 3 в трубку 2, соединенную с под­ мембранной камерой датчика 1 и вторичным прибором 4. Через трубку 5 избыточное давление из подмембранной

50

зависит от размеров его обкладок, расстояния между ни­ ми II диэлектрической проницаемости диэлектрика, запол­ няющего пространство между обкладками. Поэтому электроемкость конденсатора, в котором вместо диэлек­

трика использована смола, будет функционально зави­ сеть от ее влажности.

Конструктивно прибор выполнен в виде трех вза­ имосвязанных блоков: конденсаторного датчика, измерительного блока и регистратора.

Датчик (рис. 18) пред­ ставляет собой цилиндри­ ческий конденсатор, элек­ троемкость которого при воздушном диэлектрике равна 25—26 пф. Оба электрода выполнены из стали. Для лучшей обте­ каемости и устранения изменения электроемкос­ ти вследствие линейного теплового расширения внутреннему электроду 2 придана форма цилиндра с коническими основания­ ми. Внешний электрод 1 выполнен в виде цилинд­ рической трубы с фланца­ ми. Крепление внутренне­

го электрода относительно внешнего осуществляется двумя болтами 3, пропущенными через проходные стек­ лотекстолитовые изоляторы 4, обеспечивающие его цен­ тровку, и фторопластовые втулки 5, служащие для гер­ метизации.

Электронный измерительный блок, принципиальная электрическая схема которого дана на рис. 19, предна­ значен для преобразования измеряемой емкости датчи­ ка в пропорциональный влажности сцгнал, поступающий на регистратор. Блок состоит из следующих основных уз­ лов: генератора высокой частоты, измерительного моста, усилителя разбаланса моста, катодного повторителя, вы­ прямителя высокой частоты, блока сравнения напряже-

52

F

Рис. 19. Электронный блок влагомера

53

иий, блока питания, эталонных конденсаторов О и Мах и измерительного прибора М-24 (0—100 мкА).

пе Л 1, оба триода которой соединены параллельно. Его колебательный контур состоит из катушки индуктивно­ сти L\ и конденсатора Сь Часть напряжения высокой ча­ стоты снимается с делителя R3 и подается через разде­ лительный конденсатор С3 на управляющую сетку лам­ пы Л2 катодного повторителя.

После катодного повторителя напряжение высокой частоты с катодной нагрузки Л2, сопротивлений R6 и R•/ поступает через разделительный конденсатор С4 на пер­ вичную обмотку высокочастотного трансформатора Три со вторичной обмотки которого напряжение подается на питание измерительного моста.

Основной частью электронной схемы измерительного блока влагомера является неуравновешенный емкостной мост полной проводимости, предназначенный для измере­ ния емкости конденсаторов с диэлектриком, имеющим сравнительно большие потерн. Схема моста состоит из конденсаторов Св— Сц и сопротивлений.

Параллельно конденсатору С8 и сопротивлению R9 включается конденсаторный датчик или в зависимости от положения переключателя П\ эталон О или Мах.

Сопротивление Rg, включенное параллельно конден­ сатору Cs и датчику, имеет проводимость во много раз большую, чем возможная проводимость датчика вместе с исследуемым веществом. Сопротивления Rg и Rio бе­ рутся равными 300 Ом н очень точно подгоняются при настройке блока. Такая схема обеспечивает точность показаний прибора даже при значительном изменении проводимости датчика.

Суммарная емкость датчика, конденсатора С8 и со­ единительных проводов должна быть больше емкости конденсаторов Сэ+Сн или С9+ С і2-|-Сіз примерно на 30 пФ. Возникающий при этом разбаланс моста на вы­ ходе блока компенсируется в схеме сравнения напряже­ ний. Начальный разбаланс моста позволяет избежать не­ определенности в показаниях прибора, а схема сравне­ ния напряжений дает возможность взять начальную точку на шкале прибора, соответствующую любому зна­ чению влажности измеряемого параметра.

54

При изменении влажности смолы меняется электро­ емкость датчика и возникает дополнительный разбаланс моста. Напряжение этого разбаланса с диагонали моста через высокочастотный трансформатор Тр2 подается на сетку одного из триодов лампы Л3, на котором усили­ вается, и с аиода этого триода через разделительный конденсатор С\3 подается на управляющую сетку второ­ го триода лампы Лг, которая работает в режиме катод­ ного повторителя.

После катодного повторителя напряжение разбалан­ са поступает на выпрямитель высокой частоты, собран­ ный на двух диодах Д —Д 2 и конденсаторах СІ6—Сп по схеме удвоения напряжения. Между минусом выпрями­ теля и корпусом прибора включен последовательно мик­ роамперметр М-24 и сопротивление R п, с которого сни­ мается напряжение на регистрирующий прибор (потен­ циометр). Микроамперметр и регистратор отградуирова­ ны в процентах содержания влаги в смоле.

Для компенсации начального разбаланса моста пред­ назначена схема сравнения напряжений (компенсации), состоящая из сопротивлений. Ток со средней точки дели­ теля R іа противоположен по фазе току разбаланса после выпрямителя. Следовательно, при определенном положе­

При увеличении влаги в смоле возрастет электроем­ кость датчика, а следовательно, и напряжение разбалан­ са, а так как напряжение в схеме компенсации осталось неизменным, через прибор М-24 и сопротивление Rn бу­ дет проходить ток, величина которого пропорциональна разбалансу моста, т. е. влажности смолы.

Нуль прибора устанавливается потенциометром Rig, а максимум может быть подрегулирован напряжением питания моста, снимаемого с сопротивления R3.

Величины сопротивлений R 12 и R2 0 подобраны по но­ миналу начального разбаланса и диапазону, необходимо­ му для установки нуля.

Температура оказывает значительное влияние на ди­ электрическую проницаемость среды. Так, при повыше­ нии температуры с 50 до 100° С диэлектрическая прони­ цаемость воды уменьшается с 70 до 55.

Таким образом, при изменении температуры смолы, проходящей через датчик, будет меняться его электроем­

55