Билет №11
.docБилет №11
1.Сущность РН-метрии.
2.Радарные уровнемеры.
3.Определить характеристики прибора (по манометру).
4. Принцип действия электромагнитных расходомеров.
1. рН – метрия (сущность метода)
В производствах, где применяются водные растворы кислот и щелочей, большое значение приобретает контроль кислотности и щелочности этих сред. Кислотность или щелочность раствора зависит от концентрации в нем водородных и гидроксильных ионов.
В воде всегда имеются ионы водорода и гидроксила, т.к. часть молекул воды диссоциирует по реакции:
НОН = [Н+] + [OH-]
Кислотность или щелочность электролитов характеризуется водородным показателем рН, который численно равен десятичному логарифму концентрации водородных ионов, взятому с обратным знаком.
рН = -lg[H+]
Шкала рН для растворов:
При рН = 7 раствор нейтральный;
При рН < 7 раствор кислотный;
При рН > 7 раствор щелочной.
Существует 2 метода определения рН:
-
Колориметрический, основанный на добавлении к контролируемому раствору индикаторов (лакмус, метилоранж, фенолфтолиин);
-
Потенциометрический, основанный на количественной зависимости между ЭДС, развиваемой специальным элементом – датчиком, помещенным в контролируемую среду, и рН этой среды.
Колориметрический метод является точным, широко используется в лабораторной практике, но мало пригоден для автоматических измерений в производственных условиях.
Потенциометрический способ дает высокую точность измерения и незаменим в условиях производственного контроля, т.к. обеспечивает возможность непрерывного контроля и регулирования рН, регистрации и дистанционной передачи показаний на расстояние.
Действие pH-метра основано на измерении величины ЭДС электродной системы, которая пропорциональна активности ионов водорода в растворе — pH (водородному показателю).
2. Радарные уровнемеры
Одним из уникальных и универсальных методов контроля уровня является микроволновый бесконтактный метод, в просторечии именуемый радарным. Этот метод обеспечивает минимальный контакт измерительного устройства с контролируемой средой и практически полностью нечувствителен к изменению её температуры и давления.
Вставить рисунок радарного уровнемера
Принцип действия: излучённый СВЧ - сигнал отражается от контролируемого объекта, принимается обратно и соответствующим образом обрабатывается. Одним из самых важных элементов радарного уровнемера является его антенная система. Именно от антенны зависит, какая часть излучённого сигнала достигнет поверхности контролируемого материала и какая часть отражённого сигнала будет принята и передана на вход электронного блока для последующей обработки. В радарных системах контроля уровня преимущественно используются антенны пяти типов: рупорная; стержневая; трубчатая; параболическая; планарная. Стержневая и рупорная антенны наиболее широко используются в составе приборов, пред назначенных для контроля уровня в технологических установках. Трубчатые антенны применяются в тех случаях, когда выполнение измерения посредством рупорной или стержневой антенны связано с очень большими трудностями или просто невозможно, например, при наличии пены, сильного испарения или высокой турбулентности контролируемой жидкости.
Параболические и планарные антенны используются исключительно в составе систем коммерческого учета нефтепродуктов. При контроле уровня в закрытых емкостях, а это наиболее частое применение радарных уровнемеров, антенна, находясь внутри резервуара, подвергается воздействию всех неблагоприятных факторов, которые там только могут присутствовать.
3. Основные метрологические характеристики приборов
-
Полный предел шкалы - определяется по формуле:
X = Xmax - Хmin
где: Xmax - конечное значение шкалы;
Xmin - начальное значение шкалы.
Для односторонней шкалы: X = Xmax
-
Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы.
Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.
где: С - цена деления;
X - изменение измеряемой величины;
n - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы.
-
Чувствительность.
Чувствительность и цена деления - это взаимообратные величины.
, где S - чувствительность.
Чем больше цена деления, тем меньше чувствительность и наоборот.
Чувствительностью прибора называют отношение перемещения его указателя к изменению значения величины, вызывающей это перемещение.
,
где S - чувствительность;
n - перемещение указателя (угловое или линейное);
Х - изменение величины, вызывающей это перемещение
-
Класс точности.
Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности.
Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.
Класс точности не имеет единицы измерения.
Стандартный ряд классов точности:
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.
Чем класс точности выше, тем прибор точнее.
В промышленности применяют в основном приборы классов:
0,5; 1,0; 1,5.
4.Принцип действия электромагнитного расходомера.
Расходомеры электромагнитные состоят из сенсора расхода и преобразователя. Сенсор расхода устанавливается непосредственно в трубопровод и представляет собой трубу из нержавеющей стали (футерованную неэлектропроводным материалом), с приваренными к ней фланцами (для фланцевого исполнения); на трубе установлены две катушки индуктивности (индуктор) и два изолированных от трубы электрода. Электроды и индуктор герметично защищены кожухом, состоящим из двух полуцилиндров, приваренных к двум кольцам, установленным на трубе. К кожуху крепится стойка, на которой размещена плата с клеммами для подключения к преобразователю. В корпусе преобразователя установлены электронный блок, локальный операторский интерфейс ЛОИ (опция), выходные клеммы, клеммы питания и заземления.
Принцип действия электромагнитного расходомера основан на взаимодействии движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем, подчиняющемся закону электромагнитной индукции. ЭДС индуцируется в жидкости при пересечении ею магнитного поля, создаваемого катушками индуктивности, и снимается с двух измерительных электродов, контактирующих с жидкостью и расположенных в направлении, перпендикулярном как к направлению движения жидкости, так и направлению силовых линий магнитного поля. Измеряемая разность потенциалов, прямопропорциональная объемному расходу жидкости, подается в электронный блок преобразователя, где усиливается и обрабатывается, формируя выходные сигналы расходомера.