Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Автоматизация технологических процессов.docx

Для измерения расхода конденсата газа и метанола был использован вихревой расходомер OPTISWIRL 4070 фирмы KROHNE (рисунок 2.7).



Рисунок 2.7 - вихревой расходомер OPTISWIRL 4070

В основе принципа действия вихревого расходомера OPTISWIRL 4070 лежит широко известное природное явление – образование вихрей за препятствием, стоящим на пути потока. При скоростях среды выше определенного предела вихри образуют регулярную дорожку, называемую «дорожкой Кармана». Частота образования вихрей при этом прямо пропорциональна скорости потока.

Система измерения прибора основана на базе цифровой интеллектуальной обработки сигнала, разработанной фирмой KROHNE. Она осуществляет прием,  фильтрацию и обработку первичного сигнала измерения.

Особенности датчика OPTISWIRL 4070:

	встроенная функция компенсации по температуре и давлению;
	Прибор в стандартной комплектации имеет возможность температурной компенсации для насыщенного пара
	Все модели серии вихревых расходомеров OPTISWIRL выполнены по двухпроводной технологии
	Прибор характеризуется долговременной стабильностью благодаря износоустойчивой и прочной конструкции
	Оптимальная эксплуатационная надежность благодаря улучшенной обработке сигнала (ISP)
	Простота ввода в эксплуатацию – концепция «подключи и работай» (plug & play) Технические характеристики приведены в таблице 2.7. [7]

Таблица 7 – Технические характеристики OPTISWIRL 4070

Параметр	Значение
Погрешность	до ± 0,2%
Выходные сигналы	4…20 мА
Температура рабочей среды	-40…+240 °С
Температура окружающей среды	-40…+60 °С
Конструктивное исполнение	искробезопасное, взрывонепроницаемое
Межповерочный интервал	4 года

---

Для коммерческого учета расхода газа был использован массовый расходомер OPTIMASS 7000 фирмы KROHNE (рисунок 2.8).



Рисунок 2.8 - массовый расходомер OPTIMASS 7000

Основное назначение данных кориолисовых расходомеров - это измерение расхода массы газа или жидкости, однако, благодаря применяемому принципу измерения, они также позволяют измерять плотность и температуру проходящей через них среды.

Применяемый в этих расходомерах двухтрубный изогнутый тип измерения кориолисового эффекта на сегодня является самым надежным и точным способом измерения, позволяя в данных расходомерах реализовывать точность 0,1%.

Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсора) и преобразователя. Сенсор напрямую измеряет расход, плотность среды и температуру сенсорных трубок. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартный выходной сигнал.

Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные половины и протекает через каждую из сенсорных трубок. Движение задающей катушки приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу.

Сборки магнитов и катушек-соленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках. Катушки смонтированы на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка движется сквозь однородное магнитное поле постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой.

При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориоливовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости.

---

Технические характеристики приведены в таблице 2.8. [8]

Таблица 2.8 – Технические характеристики OPTIMASS 7000

№	Характеристика	Значение
1	Диапазон измерения массового расхода, кг/час	0- 1230
2	Маx допустимое рабочее давление, бар	100
3	Взрывозащищенное исполнение	Еx
4	Выходной сигнал, мА	4-20
5	Точность	лучше чем 0.35% от количества массового расхода газа
6	Класс защиты	IP67, NEMA 4x
7	Плотность, гр/см3	0.4 ... 2.5
8	Температура процесса, °C	-40…+150

Для сигнализации уровня был выбран датчик OPTISWITCH 5100C (рисунок 2.9).



Рисунок 2.9 - массовый расходомер OPTISWITCH 5100C

OPTISWITCH – сигнализатор уровня, в котором в качестве чувствительного элемента используется вибрирующая вилка.

Он разработан для применения во всех областях промышленности, главным образомдля сигнализации уровня жидкостей.

Вибрирующая вилка (камертон) приводится в действие пьезоэлектрическим генератором и вибрирует с частотой механического резонанса. Конструкция пьезоэлектрической системы обеспечивает устойчивость чувствительного элемента к тепловым воздействиям.

При погружении чувствительного элемента в рабочую среду, происходит изменение частоты колебаний. Встроенный блок электроники воспринимает это изменение и преобразует его в команду переключения.

---

Типичное применение OPTISWITCH - защита от переполнения или сухого пуска. Благодаря простой и прочной измерительной системе, работа OPTISWITCH практическине зависит от химических или физических свойств жидкостей.

Он работает даже при сильных внешних вибрациях или изменении продукта.

Технические характеристики приведены в таблице 2.9. [9]


Таблица 2.9 – Технические характеристики OPTISWITCH 5100C

Характеристика	Значение
Диапазон измерения, м	0-6
Маx допустимое рабочее давление, бар	64
Выходной сигнал	дискретный (релейный выход)
Точность, мм	2
Класс защиты	IP65
Температура окружающей среды, °C	-40 до +70 °C

Для измерения уровня был выбран датчик уровня OPTIWAVE 7300C (рисунок 2.10).



Рисунок 2.10 - массовый расходомер OPTIWAVE 7300C

OPTIWAVE 7300C предназначен для преобразования измеренного уровня продукта или уровня границы раздела двух фаз. Датчик способен работать в расширенном диапазоне частот. Это обеспечивает более высокое разрешение и точность. Улучшенные динамические характеристики сигнала, излучаемого OPTIWAVE, позволяют ему обнаруживать малейшие изменения уровня измеряемого продукта.

Мешалки и другие объекты (балки, впускные патрубки, лестницы) ослабляют полезный сигнал. Улучшенные характеристики сигнала легче поддаются анализу, а полученные результаты отличаются более высокой точностью и повторяемостью.

Технические характеристики приведены в таблице 2.10.[10]

Таблица 2.10 – Технические характеристики OPTIWAVE 7300C

Характеристика	Значение
Диапазон измерения, м	до 80
Предельно допускаемое рабочее избыточное давление, бар	100
Погрешность измерений, мм	±3
Напряжение питания	— Выход 1: общепромышленное исполнение и исполнение "EEx i": 14…30 В постоянного тока при токе 22 мА на клеммах прибора — Выход 1: исполнение "EEx d": 20…36 В постоянного тока при токе 22 мА на клеммах прибора — Выход 2, все виды исполнений: 10…30 В постоянного тока при токе 22 мА на клеммах прибора. Для второго выхода нужен отдельный источник питания.
Выходной сигнал	— 4 ÷ 20 мА HART или 3,8 ÷ 20,5 мА в соответствии с NAMUR 43
Класс защиты	— IP 66/67 в соответствии с NEMA 4X (корпус) и NEMA 6Р (антенна)

---

Измерение расхода жидкости на узле учёта

1. 1   2   3   4

---