Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thiết kế 1Tổng quan về công nghệ và ứng dụng của hệ thống chiết rót chất lỏng Ngày nay việc ứng dụng khoa họccông nghệ vào lao động sản xuất là một nhu cầu không thể thiếu. Nó quyết định việc tăng năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động cho người lao động, nâng cao hiệu quả kinh tế, chất lượng sản phẩm. Về công nghệ, hệ thống chiết rót chất lỏng sử dụng các cảm biến, các động cơ, các bộ điều khiển để điều khiển cho hệ thống hoạt động chính xác, nhanh chóng, hiệu quả. Hệ thống gồm có: +Kho: chứa các thùng rỗng +thùng: chứa chất lỏng cần rót +Động cơ: kéo băng tải +Hai nút khởi động và dừng hệ thống: Start, Stop +Bồn chứa: chứa chất lỏng cần rót +Van 1: được điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa +Van 2: được điều khiển để rót chất lỏng vào thùng Hệ thống chiết rót chất lỏng vào thùng được ứng dụng rất phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp.Nó giúp cho việc định mức định lượng trở nên chính xác, đảm bảo vệ sinh. Trong thực tế yêu cầu về đo mức và lưu lượng chất lỏng xuất hiện trong nhiều lĩnh vực: Sản xuất nông nghiệp: đảm bảo lượng nước tưới tiêu cho cây trồng, đảm bảo lượng nước trong các bể, hồ nuôi thủy hải sản Công nghiệp sản xuất rượu, bia Đo mức xăng, dầu trong khai thác dầu khí Khống chế mức nước trong thủy điện, nhiệt điện Đo mức chất lỏng trong các phòng thí nghiệm, xét nghiệm. Xử lý nước thải trong các nhà máy, thành phố Tùy theo yêu cầu độ chính xác về mức và lưu lượng chất lỏng trong từng ứng dụng mà lựa chọn các loại cảm biến khác nhau. 2Nguyên lý vận hành của hệ thống Ấn Start, động cơ hoạt động kéo băng tải, các thùng được đặt trên băng tải. Khi thùng đến vị trí rót cảm biến quang thay đổi trạng thái làm dừng động cơ, mở van 2 đồng thời làm mở khóa kho đẩy thùng rỗng từ kho chứa thùng xuống băng tải. Khi lượng chất lỏng được rót đủ vào thùng, cảm biến lưu lượng tác động làm khóa van 2 đồng thời khởi động động cơ. Van 1 được điều khiển bởi cảm biến mức, khi mức chất lỏng xuống thấp quá giới hạn cảm biến mức tác động mở van 1 đưa chất lỏng vào bồn chứa, khi mức chất lỏng lên cao quá giới hạn, cảm biến mức phát hiện và tác động khóa van 1. Có thể dừng hệ thống bất kỳ lúc nào bằng nút Stop. Chương 2: Nội dung thực hiện 2.1 Yêu cầu của đề tài
Khoa Điện Đo lường & Cảm biến TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚN Đề tài 6: Xét khâu rót chất lỏng vào thùng hệ thống sản xuất Bộ môn: Đo lường cảm biến Giáo viên hướng dẫn: MAI THẾ THẮNG Danh sách SV nhóm (Nhóm 6): Phạm Xuân Sang Lê Quốc Sĩ Đoàn Ngọc Sơn Lê Ngọc Sơn Nguyễn Văn Sơn Nguyễn Đức Tâm Lê Văn Tân Trương Nhật Tân Tạ Hoàng Tấn Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Chương 1: Tổng quan hệ thống thiết kế 1-Tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng Ngày việc ứng dụng khoa học-công nghệ vào lao động sản xuất nhu cầu khơng thể thiếu Nó định việc tăng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động cho người lao động, nâng cao hiệu kinh tế, chất lượng sản phẩm Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Về công nghệ, hệ thống chiết rót chất lỏng sử dụng cảm biến, động cơ, điều khiển để điều khiển cho hệ thống hoạt động xác, nhanh chóng, hiệu Hệ thống gồm có: +Kho: chứa thùng rỗng +thùng: chứa chất lỏng cần rót +Động cơ: kéo băng tải +Hai nút khởi động dừng hệ thống: Start, Stop +Bồn chứa: chứa chất lỏng cần rót +Van 1: điều khiển để đưa chất lỏng vào bồn chứa +Van 2: điều khiển để rót chất lỏng vào thùng Hệ thống chiết rót chất lỏng vào thùng ứng dụng phổ biến nhà máy, xí nghiệp.Nó giúp cho việc định mức định lượng trở nên xác, đảm bảo vệ sinh Trong thực tế yêu cầu đo mức lưu lượng chất lỏng xuất nhiều lĩnh vực: - Sản xuất nông nghiệp: đảm bảo lượng nước tưới tiêu cho trồng, đảm bảo lượng nước bể, hồ nuôi thủy hải sản - Công nghiệp sản xuất rượu, bia - Đo mức xăng, dầu khai thác dầu khí - Khống chế mức nước thủy điện, nhiệt điện - Đo mức chất lỏng phịng thí nghiệm, xét nghiệm - Xử lý nước thải nhà máy, thành phố Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Tùy theo yêu cầu độ xác mức lưu lượng chất lỏng ứng dụng mà lựa chọn loại cảm biến khác 2-Nguyên lý vận hành hệ thống - Ấn Start, động hoạt động kéo băng tải, thùng đặt băng tải Khi thùng đến vị trí rót cảm biến quang thay đổi trạng thái làm dừng động cơ, mở van đồng thời làm mở khóa kho đẩy thùng rỗng từ kho chứa thùng xuống băng tải -Khi lượng chất lỏng rót đủ vào thùng, cảm biến lưu lượng tác động làm khóa van đồng thời khởi động động -Van điều khiển cảm biến mức, mức chất lỏng xuống thấp giới hạn cảm biến mức tác động mở van đưa chất lỏng vào bồn chứa, mức chất lỏng lên cao giới hạn, cảm biến mức phát tác động khóa van - Có thể dừng hệ thống lúc nút Stop Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Chương 2: Nội dung thực 2.1- Yêu cầu đề tài Trình bày tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng Mơ tả ngun lý vận hành hệ thống? Liệt kê cảm biến có hệ thống Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống? Trình bày loại cảm biến lựa chọn? Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến tính tốn xử lý tín hiệu đầu cửa cảm biến để tác động đến đối tượng điều khiển? Đánh giá sai số hệ thống 2.2- Các hướng giải Đối với hệ thống chiết rót chất lỏng này, chúng em sử dụng cảm biến mức điều khiển van đưa chất lỏng vào bồn chứa, cảm biến lưu lượng điều khiển van rót chất lỏng vào thùng, cảm biến quang điều khiển vị trí thùng 2.2.1-Phương pháp đo mức chất lưu Mục đích phương pháp đo Mục đích việc đo phất mức chất lưu xác định mức độ khối lượng chất lưu bình chứa Có hai dạng đo: đo liên tục xác định theo ngưỡng Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Khi đo liên tục biên độ tần số tín hiệu đo cho biết thể tích chất lưu cịn lại bình chứa Khi xác định theo ngưỡng, cảm biến đưa tín hiệu dạng nhị phân cho biết thơng tin tình trạng mức ngưỡng có đạt hay khơng Phương pháp đo: có nhiều phương pháp đo mức : thổi bọt khí, chênh áp, đo lực căng, phao nổi, công tắc khoảng hở, loadcell, độ dẫn điện, hạt nhân, radar, RF Admittance, siêu âm, … Độ dẫn điện: rẻ, đơn giản loại trên, khơng có phận di chuyển, đo điểm, dùng cho chất lỏng dẫn điện, dễ bị ảnh hưởng lớp vật liệu bám dính điện cực Chênh áp: thông dụng, đo liên tục, giá hợp lý, dễ lắp đặt thị phần ngày cànggiảm Dễ bị ảnh hưởng tỷ trọng vật liệu, không phù hợp đo chất lỏng códạng hột, khoảng đo nhỏ khó sử dụng, đặc biệt lưu ý đến ăn mịn hố chất Phao: Phương pháp không giới hạn mức cao bồn, độ xác khơng cao, phí đầu tư thấp khơng có phần hiển thị từ xa, giới hạn mức áp suất làm việc Chokết đo liên tục & đo điểm Khi đo điểm đo mặt cách ly Đối với chất lỏng sệt +hột không phù hợp, cánh khuấy ảnh hưởng đến độ xác RF Admittance: kỹ thuật cho việc đo điểm liên tục, dải áp suất nhiệt độlàm việc rộng, đo chất liệu Khi số điện môi vật liệu thay đổi dẫn đếnviệc thay đổi cảm biến truyền phù hợp Khơng bị ảnh hưởng bám dính trêncảm biến Siêu âm:Kỹ thuật đo liên tục không tiếp xúc, khơng có phần tử dịch chuyển Nhạy cảm vị trí kỹ thuật khác Ảnh hưởng nước, bọt khí, dải nhiệt độ áp suất làm việc không cao cấu trúc bên bồn bể Không thể hoạt động môi trường chân không Radar: đo mức liên tục với độ xác cao, bỏ qua nước Điều kiện làm việc giới hạn dải áp suất làm việc thấp Có thể đo mức mặt cách ly Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Sau số phương pháp: Phương pháp thuỷ tĩnh Phương pháp thuỷ tĩnh dùng để đo mức chất lưu bình chứa Trên hình giới thiệu số sơ đồ đo mức phương pháp thuỷ tĩnh Hình 1: Sơ đồ đo mức theo phương pháp thuỷ tĩnh a) Dùng phao cầu b) Dùng phao trụ c) Dùng cảm biến áp suất vi sai Trong sơ đồ hình 1a, phao (1) mặt chất lưu nối với đối trọng (5) dây mềm (2) qua ròng rọc (3), (4) Khi mức chất lưu thay đổi, phao (1) nâng lên hạ xuống làm quay ròng rọc (4), cảm biến vị trí gắn với trục quay rịng rọc cho tín hiệu tỉ lệ với mức chất lưu Trong sơ đồ hình 1, phao hình trụ (1) nhúng chìm chất lưu, phía treo cảm biến đo lực (2) Trong trình đo, cảm biến chịu tác động lực F tỉ lệ với chiều cao chất lưu: Trong đó: P - trọng lượng phao Khoa Điện Đo lường & Cảm biến h - chiều cao phần ngập chất lưu phao S - tiết diện mặt cắt ngang phao ρ - khối lượng riêng chất lưu g - gia tốc trọng trường Trên sơ đồ hình 1c, sử dụng cảm biến áp suất vi sai dạng màng (1) đặt sát đáy bình chứa Một mặt màng cảm biến chịu áp suất chất lưu gây ra: Mặt khác màng cảm biến chịu tác động áp suất p0 áp suất đỉnh bình chứa Chênh lệch áp suất p - p0sinh lực tác dụng lên màng cảm biến làm biến dạng Biến dạng màng tỉ lệ với chiều cao h chất lưu bình chứa chuyển đổi thành tín hiệu điện nhờ biến đổi điện thích hợp Phương pháp điện Các cảm biến đo mức phương pháp điện hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi trực tiếp biến thiên mức chất lỏng thành tín hiệu điện dựa vào tính chất điện chất lưu Các cảm biến thường dùng cảm biến độ dẫn cảm biến điện dung * Cảm biến độ dẫn Các cảm biến loại dùng để đo mức chất lưu có tính dẫn điện (độ dẫn điện ~ 50μScm-1) Trên hình giới thiệu số cảm biến độ dẫn đo mức thông dụng Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Hình2: Cảm biến độ dẫn a) Cảm biến hai điện cực b) Cảm biến điện cực c) Cảm biến phát mức Sơ đồ cảm biến hình 2a gồm hai điện cực hình trụ nhúng chất lỏng dẫn điện Trong chế độ đo liên tục, điện cực nối với nguồn nuôi xoay chiều ~ 10V (để tránh tượng phân cực điện cực) Dòng điện chạy qua điện cực có biên độ tỉ lệ với chiều dài phần điện cực nhúng chìm chất lỏng Sơ đồ cảm biến hình 2b sử dụng điện cực, điện cực thứ hai bình chứa kim loại Sơ đồ cảm biến hình 2c dùng để phát ngưỡng, gồm hai điện cực ngắn đặt theo phương ngang, điện cực lại nối với thành bình kim loại,vị trí điện cực ngắn ứng với mức ngưỡng Khi mức chất lỏng đạt tới điện cực, dòng điện mạch thay đổi mạnh biên độ * Cảm biến tụ điện Khi chất lỏng chất cách điện, tạo tụ điện hai điện cực hình trụ nhúng chất lỏng điện cực kết hợp với điện cực thứ hai thành bình chứa thành bình làm kim loại Chất điện môi hai điện cực Khoa Điện Đo lường & Cảm biến chất lỏng phần điện cực bị ngập khơng khí phần khơng có chất lỏng Việc đo mức chất lưu chuyển thành đo điện dung tụ điện, điện dung thay đổi theo mức chất lỏng bình chứa Điều kiện để áp dụng phương pháp số điện môi chất lỏng phải lớn đáng kể số điện mơi khơng khí (thường gấp đôi) Trong trường hợp chất lưu chất dẫn điện, để tạo tụ điện người ta dùng điện cực kim loại bên ngồi có phủ cách điện, lớp phủ đóng vai trị chất điện mơi cịn chất lưu đóng vai trị điện cực thứ hai Phương pháp xạ Cảm biến xạ cho phép đo mức chất lưu mà không cần tiếp xúc với môi trường đo, ưu điểm thích hợp đo mức điều kiện mơi trường đo có nhiệt độ, áp suất cao mơi trường có tính ăn mịn mạnh Trong phương pháp cảm biến gồm nguồn phát tia (1) thu (2) đặt hai phía bình chứa Nguồn phát thường nguồn xạ tia γ, thu buồng ion hoá Ở chế độ phát mức ngưỡng (3a), nguồn phát thu đặt đối diện vị trí ngang mức ngưỡng cần phát hiện, chùm tia nguồn phát mảnh gần song song Tuỳ thuộc vào mức chất lưu (3) cao hay thấp mức ngưỡng mà chùm tia đến thu bị suy giảm khơng, thu phát tín hiệu tương ứng với trạng thái so với mức ngưỡng Ở chế độ đo mức liên tục (3b), nguồn phát (1) phát chùm tia với góc mở rộng quét lên toàn chiều cao mức chất lưu cần kiểm tra thu 10 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Chọn cảm biến siêu âm SR04 + Nguồn làm việc: 5V (một số mạch điện tử cấp nguồn 3.3V hoạt động bình thường cảm biến siêu âm cần hoạt động mức 5V) + Dòng tiêu thụ : nhỏ 2mA + Tín hiệu đầu ra: xung HIGH (5V) LOW (0V) + Khoảng cách đo: 2cm - 300cm (3 mét) + Độ xác: 0.5cm Cảm biến gồm có chân +Vcc -> nguồn 5V +Trig -> nối vi điều khiển (ngõ phát) +Echo -> nối vi điều khiển (ngõ thu) +Gnd -> nối âm 2.4.2-Tính chọn cảm biến lưu lượng điện từ 18 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Chọn cảm biến lưu lượng điện từ loại Mag5100W dòng sản phẩm Siemens chế tạo chủ yếu cho ứng dụng đo lưu lượng nước nước thải, chất lỏng dẫn điện khơng ăn mịn nước mía, nước trái khơng u cầu kiểu lắp đặt theo chuẩn vệ sinh với nhiệt độ cho phép chất lỏng cần đo lên tới 70 độ C Hình 8: Cảm biến lưu lượng Mag 5100W Kết hợp sử dụng chuyển đổi tín hiệu Mag 6000 Mag 6000 có độ xác cao 0.25% có dầy đủ tính định mẻ, giao tiếp truyền thông theo chuẩn Hart, Modbus, Profibus… + Độ xác 0.25% + Có chức định mẻ 19 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến + Hiển thị lưu lượng tức thời lưu lượng tổng, hiển thị lưu lượng tổng theo chiều thuận, ngược dịng chảy lưu lượng tuyệt đối Có thể tuỳ chọn khơng có hình hiển thị Hình 9: Bộ chuyển đổi tín hiệu Mag 6000 Vị trí lắp cảm biến: Trước van + Tín hiệu ra: Một tín hiệu tương tự 4-20 mA, tín hiệu xung, tín hiệu Relay + Nguồn cung cấp: Có thể chọn DC 11…30V, AC 11 … 24V AC 115… 230 V 2.4.3-Tính chọn cảm biến quang phản xạ Chọn loại phản xạ gương 4m E3Z-R61 2M 20 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến +Vị trí lắp đặt: Bên van cho cảm biến bắt thùng dừng lại để van miệng thùng +Nguồn cấp: 12~24VDC +Ngõ ra: NPN ,26.4VDC max, 100mA max +Chọn ngõ Light-ON/ Dark-ON +Nguồn sáng: Red LEG(660 nm) +Thời gian đáp ứng: 1ms max +Biến trở điều chỉnh độ nhạy +Ổn định với ánh sáng môi trường: đèn huỳnh quang: 3000 lx max; ánh sáng mặt trời : tối đa 10.000 lx +Tiêu chuẩn: IEC, IP67 Chương 3: Kết luận 3.1-Các kết đạt 21 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến -Hiểu rõ khâu rót chất lỏng vào thùng hệ thống sản xuất -Tích lũy thêm nhiều kiến thức bổ ích -Nâng cao khả làm việc nhóm 3.2-Các hạn chế thực -Do khơng có kinh nghiệm thực tế nên làm cịn nhiều sai sót -Do kiến thức cịn hạn chế nên q trình làm có nhiều sơ sài 3.3-Biện pháp khắc phục -Tìm kiếm tài liệu từ nhiều nguồn khác -Đi tìm hiểu thực tế Chương 4: Bài dịch tài liệu cảm biến 4.1-Bản tài liệu lý thuyết CHƯƠNG 10 Cảm biến lưu lượng cảm biến mức William Hennessy, BMT Scientific Marine Services, Inc Cảm biến lưu lượng sử dụng nhiều ứng dụng giám sát kiểm soát, đo lường khơng khí dịng chảy chất lỏng Có nhiều cách để xác định dịng chảy ( lưu lượng , lưu lượng dòng chảy , dòng chảy tầng , dòng chảy hỗn loạn ) Thường lượng chất chảy ( lưu lượng ) quan trọng , mật độ chất lỏng không đổi, phép đo lưu lượng thay hữu 22 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến ích , nói chung dễ dàng để thực Có nhiều cơng nghệ đáng tin cậy loại cảm biến sử dụng cho mục đích Một số cơng nghệ áp dụng cho khơng khí đo lưu lượng chất lỏng , nguyên tắc hoạt động giữ ứng dụng Các công nghệ khác cho vay để luồng khơng khí hay cụ thể lưu lượng chất lỏng Trong chương này, thảo luận số kỹ thuật thường sử dụng để đo hai luồng không khí dịng chảy chất lỏng Bổ sung cho dòng chảy đo lường đo lường mức độ Sử dụng , cảm biến lưu lượng mức độ trả lời câu hỏi "bao nhiêu " phịng thí nghiệm ngành cơng nghiệp tồn giới Cả hai q trình đo lường chia sẻ phân biệt phức tạp 10.1 Các phương pháp đo lưu lượng Tốc độ dòng chảy thường thu cách đo vận tốc chất lỏng đường ống, ống dẫn, cấu trúc khác sau nhân với diện tích mặt cắt ngang biết đến điểm đo Phương pháp để đo luồng khơng khí bao gồm anemometers nhiệt, hệ thống đo lường áp lực khác biệt, xoáy đổ cảm biến phương pháp sử dụng để đo lưu lượng chất lỏng bao gồm hệ thống đo lường áp lực khác biệt, xoáy đổ cảm biến, cảm biến lưu lượng chuyển tích cực, cảm biến lưu lượng tuabin dựa, cảm biến lưu lượng từ, cảm biến lưu lượng siêu âm Anemometers nhiệt Anemometers nhiệt (hoặc "dây nóng") sử dụng nguyên tắc lượng nhiệt loại bỏ từ cảm biến nhiệt độ nước nóng chất lỏng chảy liên quan với vận tốc chất lỏng Những cảm biến thường sử dụng một, cảm biến nhiệt độ với nhóm điều khiển thứ hai để bù đắp cho biến đổi nhiệt độ 23 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến khơng khí Cảm biến dây nóng có sẵn cơng cụ điểm cho mục đích thử nghiệm, mảng đa điểm để lắp đặt cố định Các cảm biến tốt lúc đo luồng khơng khí thấp so với loại áp lực khác biệt, thường áp dụng cho vận tốc khơng khí từ 50 đến 12.000 feet phút 10.5 Cảm biến mức Các loại cảm biến mức chất lỏng Như nói, mức độ cảm biến có liên quan chặt chẽ với dòng chảy cảm biến Phổ biến ứng dụng cho mức độ cảm biến đo lường xe tăng hoạt động kiểm soát Một số cơng nghệ cảm biến cấp độ có sẵn, bao gồm thủy tĩnh áp, siêu âm, RF điện dung, magnetorestrictive dựa radar đo lường hệ thống Thủy tĩnh Đo lường mức độ sử dụng khác biệt áp suất thủy tĩnh dựa nguyên tắc khác biệt áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng có liên quan đến mật độ chất lỏng chiều cao cột áp lực máy phát có cấu hình cho ứng dụng giám sát mức độ áp lực công cụ đặt từ xa Tuy nhiên, điều đòi hỏi hiệu chuẩn trường máy phát để bù đắp cho khác biệt độ cao cảm biến mức độ đo Loại Bubbler cụ mức thủy tĩnh phát triển để sử dụng với khí bình chịu áp lực ngầm, hầm chứa nước thải xe tăng, ứng dụng khác khơng thể có máy phát gắn mức cảm nhận, dễ bị để cắm Hệ thống Bubbler chảy máu lượng nhỏ khí nén (hay chất khí khác) thơng qua ống ngâm chất lỏng, với lối thoát thấp theo dõi thấp mức chất lỏng Tốc độ dịng chảy khơng khí điều 24 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến chỉnh để tổn thất áp suất khơng khí ống khơng đáng kể áp lực kết điểm ống khoảng đầu thủy tĩnh chất lỏng hồ Tính xác dụng cụ mức thủy tĩnh liên quan đến tính xác áp lực cảm biến sử dụng Cảm biến áp lực (DP) phát điều chỉnh cho phép đo mức sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp, sản xuất phổ biến công nghệ cảm biến Máy phát tín hiệu thơng minh 4-20 mA sử dụng để giao tiếp đến / từ hệ thống phân phối điều khiển từ xa (DCS), điều khiển logic lập trình (PLC), hệ thống điều khiển khác Thủy tĩnh bể trăc (HTG) trường ứng dụng sử dụng kỹ thuật để đo xác hàng tồn kho chất lỏng theo dõi chuyển xe tăng Các phép đo mức độ nối mạng kỹ thuật số cho xa truy cập máy tính Cảm biến mức siêu âm Cảm biến mức siêu âm phát sóng âm thanh, bề mặt chất lỏng phản ánh âm sóng trở lại nguồn Thời gian vận chuyển tỷ lệ thuận với khoảng cách bề mặt chất lỏng máy phát Các cảm biến lý tưởng cho cấp độ không tiếp xúc cảm dịch nhớt dầu nặng, cao su, bùn Thực tế, có hạn chế phương pháp này, bao gồm: + bọt bề mặt hấp thụ âm + tốc độ âm thay đổi theo nhiệt độ + bất ổn gây đọc khơng xác Máy phát điện dung 25 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Máy phát cấp điện dung làm việc theo nguyên tắc mạch điện dung hình thành tàu thăm dị thành mạch Những thay đổi điện dung với thay đổi mức độ chất lỏng, tất chất lỏng thơng thường có số điện mơi cao khơng khí Thăm dò kết nối với máy phát RF gắn bên ngồi hồ.Truyền đo lường mức độ hình thức khác nhau, nhận cụ thể máy tính , máy ghi biểu đồ , hệ thống điều khiển phân tán (DCS ) , lập trình điều khiển logic (PLC) , vv Những cảm biến hữu ích cảm nhận mức độ loạt chất lỏng dung dịch nước hữu bùn , hóa chất lỏng vơi Ngồi cịn có hai tàu thăm dị cảm biến mức điện dung sử dụng đểc ảm nhận giao diện hai chất lỏng có số điện mơi khác nhau.Các cảm biến chắn, dễ sử dụng, không chứa phận chuyển động , đơn giản để làm Chúng thiết kế cho nhiệt độ cao áp lực ứng dụng Có biến thể hệ thống RF gọi RF Trở kháng RF nhận vào ( Trở kháng tổng phản đối dòng điện AC RF mạch ;nạp đối ứng trở kháng biện pháp dễ dàng dòng điện mạch ) Những kỹ thuật cung cấp số cải tiến so với RF điện dung phương pháp , có độ tin cậy tốt phạm vi lớn ứng dụng Từ giảo Máy phát cấp từ giảo dựa ngun tắc mà từ trường bên ngồi sử dụng để gây phản ánh sóng điện từ ống dẫn sóng xây dựng vật liệu từ giảo Thăm dò bao gồm Ba thành viên đồng tâm Các thành viên ống bảo vệ bên đường ống bên ống dẫn sóng , mà yếu tố hình thành xây dựng từ giảo vật liệu Một xung thẩm vấn thấp tạo 26 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến thiết bị điện tử phát truyền xuống ống dẫn sóng , mà tạo điện từ lĩnh vực dọc theo chiều dài ống dẫn sóng Khi từ trường tương tác với từ trường vĩnh viễn nam châm gắn bên phao , xung căng thẳng xoắn , ống dẫn sóng xoắn , kết Xoắn ống dẫn sóng phát xung trở lại Thời gian khởi đầu xung thẩm vấn phát xung trở lại sử dụng để xác định mức độ đo lường với độ xác cao độ tin cậy Trong mười năm qua, lị vi sóng radar cơng nghệ để đo lường mức độ có trở thành thường sử dụng Đây khu vực thay đổi nhanh chóng trước cơng nghệ sử dụng ứng dụng độ xác cao , việc phát triển kỹ thuật sản xuất hàng loạt dẫn đến radar trở thành chi phí hợp lý để biết thêm ứng dụng đa dạng Cảm biến mức độ sóng radar Tất loại radar đo mức sử dụng nguyên tắc bắn lị vi sóng xuống từ cảm biến nằm đầu trang xe tăng hay tàu khác; phần lượng phản ánh trở lại cảm biến từ bề mặt chất đo Thời gian chuyến bay tín hiệu sử dụng để đo lường mức độ Mức radar chia thành hai khu vực chính: radar thơng qua khơng khí hướng dẫn radar sóng (GWR), cịn gọi radar xung micropower (MIR) Thơng qua khơng khí radar tiếp tục chia thành hai loại: thời gian sóng xung bay tần số điều chế sóng liên tục (FMCW) Mặc dù hai sử 27 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến dụng tín hiệu vi sóng bắn vào khơng gian chất đo, xử lý tín hiệu trở lại, thao tác tính tốn khoảng cách kết khác GWR Không giống thông qua không khí hệ thống radar , GWR cơng nghệ xâm lấn Nó xuất tương tự cơng nghệ cảm biến RF nhận vào , khơng có khả đối phó với thái cực áp suất, nhiệt độ sơn sản phẩm Xung điện từ lượng phát từ sở máy phát xuống ống dẫn sóng ( cáp ) Khi tín hiệu đạt đến điểm mà thay đổi số điện môi xảy ra, thường bề mặt chất , số tín hiệu phản xạ trở lại Số lượng tín hiệu phản ánh tỷ lệ thuận với khác biệt chất điện môi liên tục ống dẫn sóng chất Trong ngắn hạn, chất có cao điện mơi / dẫn cung cấp tín hiệu trở lại mạnh mẽ Đo lường mức độ chức thời gian từ điện tín hiệu phát vào thời gian mà kết nhận tiếng vang nhận công nghệ radar thường gọi thời gian reflectometry miền ( TDR) radar tuyên truyền tín hiệu ống dẫn sóng khơng loại bỏ tiếng vọng sai lầm giúp để giảm thiểu tín hiệu bụi Ngồi ra, hoạt động có ứng dụng với thay đổi độ ẩm không gian dao động sản phẩm số điện mơi nên, nhiên , lưu ý rằng, tất loại máy đo radar , vật liệu điện mơi thấp gây vấn đề Ngoài ra, hướng dẫn bị hư hỏng bị ăn mịn Hệ thống có sẵn với ống dẫn sóng đơn đôi , tùy thuộc vào ứng dụng.Hệ thống ống dẫn sóng kép có xu hướng cung cấp linh hoạt lớn chút có thích hợp cho phép đo giao diện , vật liệu với điện môi thấp , nơi bọt Vị trí giao diện chất lỏng đo cách sử dụng 28 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến phần ban đầu xung điện mà không phản ánh bề mặt giai đoạn Này lượng tiếp tục xuống ống dẫn sóng đáp ứng giao diện chất lỏng / chất lỏng tỷ lệ phần trăm phản hối đo lường Hằng số điện môi giai đoạn biết đến phép đo xác thực hiện, kể từ thiết bị điện tử đo phải bồi thường cho thay đổi dẫn đến tốc độ điện xung thơng qua giai đoạn , khác với tăng tốc độ thơng qua khơng gian khơng khí Thơng qua khơng khí Radar Radar xung, chuyến bay thời gian-xung, tương tự phương pháp siêu âm đo mức Một xung radar nhằm vào bề mặt chất đo thời gian cho xung trở lại sử dụng để tìm thấy mức độ Phương pháp sử dụng điện thấp FMCW hiệu bị ảnh hưởng bọt, chướng ngại vật tàu, vật liệu điện môi thấp Hệ thống FMCW không xâm lấn liên tục phát tín hiệu tần số quét.Trong loại công nghệ radar, khoảng cách suy từ khác biệt tần số truyền nhận tín hiệu thời điểm Mặc dù kỹ thuật cung cấp phép đo suy luận, xác Mức độ tín hiệu xử lý kết hợp với đồng hồ đo radar FMCW yêu cầu điện kết có nghĩa thiết bị đo hai dây loại thích hợp cho ứng dụng đơn giản, với hầu hết ứng dụng đòi hỏi thiết bị bốn dây Lựa chọn loại ăng-ten thích hợp kích thước yếu tố quan trọng để đạt tập trung chùm đầy đủ trở lại tiếng vang Cả hai hình nón ăng-ten parabol ăn sử dụng cho kỹ thuật thông qua không khí Ăng-ten hình nón có xu hướng giữ tín hiệu hẹp hơn, đường xuống ăng-ten ăn có xu hướng tạo đường dẫn tín hiệu 29 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến rộng yếu tố bọt bể, chướng ngại vật, hỗn loạn ảnh hưởng đến loại ăng-ten kích thước lựa chọn Kĩ thuật lựa chọn cảm biến mức Khi lựa chọn phương pháp cho ứng dụng cụ thể, nhiều yếu tố ban đầu chi phí phải xem xét Các yếu tố quan trọng mà nhà sản xuất cảm biến cần biết ứng dụng đo lường mức độ là: + tên đặc điểm vật liệu đo, cho dù rắn, lỏng, bùn, bột, dạng hạt K số điện môi đặc biệt quan trọng, độ nhớt, mật độ, độ dẫn điện, quán (dầu, chảy nước mắt, vv.) + xử lý thông tin, chẳng hạn áp lực nhiệt độ, mức độ bất ổn, xe tăng vật liệu tàu + yêu cầu nhân lực + sử dụng tàu có chứa vật liệu đo (lưu trữ, nước tách, thùng đựng nước thải, vv), kích thước hình dạng nó, vị trí vật cản 10.6 Tiêu chuẩn áp dụng NIST Lưu lượng Chất lỏng Nhóm Thiết lập, trì, phổ biến tiêu chuẩn cho ngành công nghiệp Mỹ cho chất lỏng lưu lượng đo lượng chất lỏng Ủy ban Kỹ thuật điện quốc tế Thiết lập tiêu chuẩn quốc tế để kiểm sốt q trình lưu lượng kế Hướng dẫn sử dụng API cho Dầu khí Đo lường 30 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Chương 3.1a, "Đo tay dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ "Một tiêu chuẩn Mỹ thường tham chiếu cho trăc dẫn độ xe tăng văn phòng phẩm OIML R 85 (E) Một tiêu chuẩn quốc tế công nhận rộng rãi cho việc chuyển giao quyền nuôi từ Tổ chức Quốc tế METROLOGIE lí, đo lường mức độ quy định chi tiết hiệu suất thiết bị Mục lục Trang Chương 1: Tổng quan hệ thống thiết kế……………………………… 1-Tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng … 2-Nguyên lý vận hành hệ thống………………………………………….4 Chương 2: Nội dung thực hiện………………………… 2.1- Yêu cầu đề tài………………………………………….……………5 2.2- Các hướng giải …………………………………….……….…….5 2.2.1-Phương pháp đo mức chất lưu…………………………………… ….5 2.2.2 Phương pháp đo lưu lượng……………………………………………12 2.2.3 Cảm biến quang…………………………………….…………………15 2.3 Lựa chọn cho thiết kế……………………………………………………16 2.3.1 Lựa chọn cảm biến mức…………………………….…………………16 31 Khoa Điện Đo lường & Cảm biến 2.3.2 Lựa chọn cảm biến lưu lượng……………………………….…………17 2.3.2 Lựa chọn cảm biến lưu lượng……………………………….…………17 2.4-Tính chọn thiết bị…………………………………… …………………17 2.4.1- Tính chọn cảm biến siêu âm………………………….…….…………17 2.4.2-Tính chọn cảm biến lưu lượng điện từ………………… ……………18 2.4.3-Tính chọn cảm biến quang phản xạ……………………….… ……….20 Chương 3: Kết luận……………………………………………………….2 3.1-Các kết đạt được……………………………….……………………21 3.2-Các hạn chế thực hiện………………………………….……………21 3.3-Biện pháp khắc phục…………………………………………….………22 Chương 4: Bài dịch tài liệu cảm biến…………………………… …………22 4.1-Bản tài liệu lý thuyết……………………………………………….……22 THE-END 32 .. .Khoa Điện Đo lường & Cảm biến Chương 1: Tổng quan hệ thống thiết kế 1-Tổng quan công nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng Ngày việc ứng dụng khoa học- công nghệ vào lao động... thiên mức chất lỏng thành tín hiệu điện dựa vào tính chất điện chất lưu Các cảm biến thường dùng cảm biến độ dẫn cảm biến điện dung * Cảm biến độ dẫn Các cảm biến loại dùng để đo mức chất lưu... quan cơng nghệ ứng dụng hệ thống chiết rót chất lỏng Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống? Liệt kê cảm biến có hệ thống Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống? Trình bày loại cảm biến lựa chọn?