Теоретические положения. Уровнемер буйковый пневматический, типа УБ-П предназначен для работы в системах автоматического контроля

Уровнемер буйковый пневматический, типа УБ-П предназначен для работы в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров производственных технологических процессов с целью выдачи информации в виде стандартного пневматического сигнала об уровне жидкости или границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, находящихся под вакууметрическим, атмосферным или избыточным давлением.

Пределы допускаемой основной погрешности уровнемеров, выраженные в процентах от диапазона изменения выходного сигнала, должны соответствовать:

- для уровнемеров с верхним пределом измерения уровня до 1, 0 м - 1 и 1, 5;

- для уровнемеров с верхним пределом измерения уровня от 1, 6 м - 1, 5.

Расчётные значения выходных сигналов уровнемеров в зависимости от измеряемого уровня определяют по формуле:

кПа,

где - расчётное значение выходного сигнала, в кПа;

-задаваемое значение измеряемого уровня в м;

-верхний предел измерения, м.

При изменении уровня жидкости от нижнего до верхнего предела измерения выходной сигнал изменяется от 20 до 100 кПа (от 0, 2 до1, 0 кгс/см²).

Уровнемер состоит из измерительного блока и унифицированного пневмопреобразователя.

Принцип действия уровнемеров основан на пневматической силовой компенсации (рисунок 1).

Рисунок 1 Принципиальная схема уровнемера.

1- Элемент чувствительный (буёк);

2 – заслонка;

3 – сопло;

4 – пневмоусилитель;

5 – мембрана;

6, 7 – шарики;

8 – сильфон обратной связи;

9 – Г – образный рычаг;

10 – дроссель;

11 – клапан шарик

При изменении измеряемого уровня жидкости на чувствительном элементе (буйке) 1 измерительного блока возникает усилие, которое через систему рычагов и тяг перемещает заслонку 2 пневмопреобразователя.

Давление питания подаётся в камеру «а», воздух питания через приоткрытый клапан 11 поступает в камеру «б» и через дроссель 10- в камеру «в». В случае приближения заслонки 2 к соплу 3 давление в камере «в» возрастает и под воздействием его шарик 6 приоткрывает нижнее седло. Давление в камере «б» также возрастает.

Это давление является выходным сигналом уровнемера. Одновременно оно поступает в сильфон обратной связи 8, который создаёт момент на Г- образном рычаге 9, уравновешивающий момент от выталкивающей силы, возникающей в результате изменения уровня жидкости.

Чувствительный элемент измерительного блока – буёк 1 подвешивается к концу рычага 3 (рисунок 2).

Рисунок 2 Конструкция уровнемера.

1 – элемент чувствительный (буёк); 2 – мембрана уплотнительная; 3 – рычаг; 4 – пружина; 5, 6 – рычаг; 8 – сопло; 9 – заслонка; 10 – сильфон; 17 – рычаг; 18 – трубка; 19 – лента; 20 – болт конусный; 21 – скоба; 22 – втулка; 23 – колпак; 24 – винт; 25 – грузы; 26, 27 – винт; 28 – демпфер; 29, 30 – опора ленточная; 31 – кожух; 32 – винт регулировочный; 33, 34 – пробки.

Начальный вес буйка уравновешивается грузами 25, закреплёнными на рычаге 17. Рычаги 5 и 6 пневмообразователя установлены на ленточных опорах 29 и 30.

Пружина 4 предназначена для установки начального значения выходного сигнала, равного 20 кПа (0, 2 кгс/см²), а подвижная втулка 22 служит для настройки уровнемера на заданный предел измерения.

Преобразователь крепится к измерительному блоку с помощью конусного болта 20.

Определение основной погрешности и вариации выходного сигнала в точках в точках диапазона измерения уровня, соответствующих нижнему и верхнему значениям и 3-4 промежуточным значениям при прямом и обратном ходе производится следующим образом:

Определение основной погрешности производится путём сравнения действительных значений выходного сигнала с расчётным.

Основная погрешность определяется по формулам:

;

где основная погрешность в процентах диапазона изменения выходного сигнала при прямом и обратном ходе;

действительное значение выходного сигнала, соответствующее проверяемому значению уровня при прямом и обратном ходе;

- расчётное значение выходного сигнала, соответствующее проверяемому значению измеряемого уровня;

80 – диапазон изменения выходного сигнала, в кПа.

Вариацию выходного сигнала определяют по формуле:

Вариация не должна быть более абсолютного значения предела допускаемой основной погрешности.

Размах пульсации выходного сигнала не должна быть более 0, 5% от диапазона его изменения.

5 Содержание отчёта.

5.1 Название темы, цель работы.

5.2 Схема принципиальныя УБ-П, технические данные УБ-П.

5.3 Расчёты.

5.4 График статической характеристики.

5.5 Вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы.

6.1. Устройство и принцип работы УБ-П.

6.2. Основные параметры и характеристики УБ-П.

6.3. Область применения УБ-П.

Литература.

7.1. Технические описания и инструкция по эксплуатации уровнемера буйкового пневматического УБ-П.

7.2 Подкопаев А.Г. «Технологические измерения» М. «Недра», 1986г.-295с

Таблица 1 – Данные для расчета

Методические указания

по выполнению

практической работы №1

1.1 Тема: Изучение основных параметров отсчетных устройств и способов отсчета.

1.2 Цель: Приобретение навыков и умений при самостоятельном изучении основных параметров отсчетных устройств; и использование технической и справочной литературы.