Bài giảng Hệ thống sản xuất (Phần 2) - Chương 5: Đo lường trong hệ thống tự động hóa (tt)

Áp kế sử dụng lò xo ống.. Phần tử đo áp suất.. Phần tử đo áp suất.. Bộ phận chuyển đổi điện.. Bộ phận chuyển đổi điện.. Bộ phận chuyển đổi điện.. Đo mức rất quan trọng trong việc điều k[r]

(1)

1

LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147)

5.6.1 Tổng quan

- Áp suất thông số quan trọng quy trình cơng nghệ, hệ thống thủy lực, hệ thống khí nén

- Qua việc đo áp suất, ta xác định thơng số khác quy trình cơng nghệ

- Kiểm tra an toàn thiết bị

(2)

2

5.6.2 Khái niệm - Áp suất:

- Áp suất tĩnh:

Như ta thấy, áp suất tĩnh khơng phụ thuộc vào hình dạng thể tích bình chứa  :khối lượng riêng [ kg/m 3] = .g, nước = 9,8kN/m3

Đo áp suất tĩnh tiến hành 02 phương pháp:

- Đo áp suất chất lưu lấy qua lỗ khoan thành bình - Đo trực tiếp biến dạng thành bình

(3)

3

5.6.2 Khái niệm

- Trọng lượng riêng số chất thông thường:

Đối với chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu tổng áp suất tĩnh áp suất động

- Áp suất động chất lưu chuyển động gây nên:

(4)

4

5.6.3 Đơn vị đo

(5)

5

LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) Chân khơng tuyệt đối

Áp suất khí Áp suất tuyệt đối Áp suất đo

Áp suất chân không Chênh lệch áp suất 5.6.3 Đơn vị đo

(6)

6

5.6.4 Phần tử đo áp suất Áp kế chữ U:

(7)

7

5.6.4 Phần tử đo áp suất Áp kế kiểu màng ngăn

Áp kế sử dụng ống Bourdon

(8)

8

Áp kế sử dụng ống Bourdon

Áp kế vi sai kiểu phao

Từ cân thể tích, ta có: Khi đạt cân áp suất:

Từ cân thể tích, ta có:

Độ võng tâm màng phẳng tác dụng áp suất tác dụng lên màng xác định theo công thức sau:

(9)

9

Áp kế vi sai kiểu chuông

Ta có độ dịch chuyển chng là:

Lấy tích phân giới hạn từ tới (p1-p2) nhận phương trình đặc tính tĩnh áp kế vi sai kiểu chuông:

(10)

10

Áp kế dựa vào phần tử biến dạng (kiểu ống trụ)

Bộ biến đổi đo áp suất kiểu điện cảm

L: độ tự cảm biến đổi [Henry]

S0,  = k.p: tiết diện chiều dài khe hở khơng khí

0 : độ từ thẩm khơng khí

Nếu bỏ qua điện trở cuộn dây, từ thông tản tổn hao lõi từ độ từ cảm biến đổi xác định công thức sau:

5.6.4 Phần tử đo áp suất

(11)

11

Bộ biến đổi kiểu biến áp vi sai

e1, e2: suất điện động cảm ứng xuất nửa cuộn thứ cấp [V]

M1, M2: hỗ cảm cuộn sơ cấp nửa cuộn thứ cấp [Henry]

Suất điện động cảm ứng xuất cuộn thứ cấp: Như điện áp biến đổi xác định:

Giá trị hỗ cảm Mra phụ thuộc vào độ dịch chuyển lõi thép

Với giá trị hỗ cảm Mmax phụ thuộc vào độ dịch chuyển lớn lõi thép Suy ra:

(12)

12

Bộ biến đổi kiểu điện dung

C = (



A)/(



+



)

0,  r : số điện môi chân khơng mơi trường A: diện tích đối 02 cực

0 + : khoảng cách 02 cực

Bộ biến đổi kiểu áp điện suy ra,

(13)

13

- Đo mức chất lỏng chất rắn dạng bột Đo mức quan trọng việc điều khiển q trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm

- Có nhiều phương pháp đo mức chất lỏng: phao, áp suất, vật đo trung gian… - Xác định mức chất lỏng: theo mức, liên tục, gián tiếp, trực tiếp

(14)

14

Các thiết bị đo mức gồm có 04 loại: - Đo trực tiếp

- Đo gián tiếp

- Đo mức đơn điểm

- Xác định mức chất rắn dạng bột a) Đo mức trực tiếp

- Có nhiều phương pháp xác định mức chất lỏng trực tiếp: phao; ống thủy;…

Quan sát mức chất lỏng

ống thủy Quan sát mức chất lỏng phao

(15)

15

a) Đo mức trực tiếp

Quan sát mức chất lỏng ống thủy: - Chi phí thấp, dễ bị gãy vỡ

- Không nên sử dụng để quan sát chất lỏng nguy hiểm

- Nên sử dụng van khóa để dễ thay ống thủy trường hợp ống thủy dễ bị phá hủy

Quan sát mức chất lỏng phao: dùng puly & cánh tay đòn:

 Phao kết hợp với puly:

- Đo mực chất lỏng & chất bột rắn - Dữ liệu đo ổn định, tín hiệu tuyến tính

- Độ xác chịu ảnh hưởng bởi: ăn mịn điện hóa, phản ứng hóa học, ma sát với pully…

 Phao kết hợp với cánh tay đòn:

- Chỉ xác định mức chất lỏng theo góc hiển thị từ – 900C - Số thị khơng tuyến tính

(16)

16

a) Đo mức trực tiếp

(17)

17

b) Đo mức gián tiếp

Có nhiều phương pháp đo mức gián tiếp:

- Đo áp lực thủy tĩnh đáy bình chứa (ngoại suy từ áp suất & trọng lượng riêng chất lỏng);

- Dị tìm thay đổi điện dung; - Sử dụng băng điện trở;

- Xác định trọng lượng chất lỏng; - Sử dụng vật đo trung gian

Áp suất: áp suất tăng chiều cao cột chất lỏng tăng

p: áp suất cột chất lỏng; : trọng lượng riêng; h: chiều cao cột chất lỏng

Ví dụ: Đồng hồ áp suất đáy bình chứa chất lỏng 1,27MPa (trọng lượng riêng chất lỏng 13.6kN/m3) Mức chất lỏng bình chứa ?

(18)

18

b) Đo mức gián tiếp Áp suất:

Áp suất xác định nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, cần lưu ý đến lưu chất đo tạp chất lưu chất thiết kế vị trí phận đo áp suất

(19)

19

b) Đo mức gián tiếp Vật đo trung gian:

Nhận biết thay đổi lực nâng tác động lên đối tượng để xác định thay đổi mực chất lỏng

Lực nâng:

Lực đo = Trọng lực vật đo - Lực nâng

: trọng lượng riêng chất lưu; d: đường kính vật đo;

L: chiều dài vật đo chìm chất lưu

Ví dụ: Đường kính vật đo 13cm dùng để xác định mức nước bình Nếu mực nước dịch chuyển 1,2 m, thay đổi lực đo nhận cảm biến ?

Ví dụ: Vật đo đường kính 7,3-in sử dụng để đo mức chất lỏng acetone Nếu mức chất lỏng dịch chuyển 2,3ft, lực đo thay đổi ?

(20)

20

b) Đo mức gián tiếp Điện dụng:

- Đo mức chất lỏng & chất rắn dạng bột - Điện dung tổng hợp Cd:

Ca: điện dung không chứa chất lỏng; : số điện môi chất lỏng; r: chiều cao cực; d: độ sâu mực chất lỏng

Lưu ý: số điện mơi khơng khí () 1; số điện môi nước 80