Билет №11

Билет №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:

1. Колориметрический, основанный на добавлении к контролируемому раствору индикаторов (лакмус, метилоранж, фенолфтолиин);

2. 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

1. Полный предел шкалы - определяется по формуле:

X = X_max - Х_min

где: X_max - конечное значение шкалы;

X_min - начальное значение шкалы.

Для односторонней шкалы: X = X_max

2. 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.

3. 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

4. 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.