3 Выбор и обоснование приборов и средств автоматизации
3.1 Средства измерения температуры
Термопреобразователь сопротивления Omnigrad M TR10
Чувствительным элементом термопреобразователей сопротивления (Resistance Temperature Detector) явялется электросопротивление 100 Ω при 0°C (так называемый Pt 100, отвечающий стандарту DIN EN 60751), которое возрастает с повышением температуры пропорционально характерному для
материала (платины) коэффициенту. Для промышленных датчиков температуры в соответствии со стандартом DIN EN 60751, значение этого коэффициента α= 3.85*10-3 °C-1, в диапазоне 0...100°C.
Термопреобразователь Omnigrad M TR 10 состоит из датчика в виде зонда ввнутри защитной гильзы и корпуса (головки), внутри которого может быть смонтирован преобразователь или электрические разъемы на керамической подложке. Конструкция датчика соответствует следующим стандартам: DIN 43729 (корпус), 43772 (термогильза) и 43735 (зонд), что гарантирует достаточный уровень электросопротивления для большинства технологических процессов. Измерительный зонд (заменяемый) вставлен в термогильзу; для улучшения теплопередачи зонд подпружинен в основании. Чувствительный элемент (Pt 100) размещен ближе к концу зонда. Термогильза представляет собой трубку диаметром 9, 11 или 12 мм, конец которой может быть ровным, иметь меньший диаметр или коническую форму. TR 10 монтируется на производстве (труба или емкость) посредством типового резьбового соединения. Сигнал с термопреобразователя сопротивления поступает на модуль аналогового ввода контроллера.
Рисунок 1 – Модификации Omnigrad TR 10
Исходные данные: максимальное рабочее значение температуры продукта =50 ̊С, максимально допустимая погрешность измерений преобразователя Δ= ±1°С. Среда не агрессивная, не разрушающая материал защитной арматуры. Термопреобразователь предполагается подключать к модулю аналогового ввода АI ADAM 8231 контроллера ADAM 8000.
Предварительно выберем термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Omnigrad M TR 10 с диапазоном измеряемых температур -50-400°С. Термопреобразователь позволяет измерять температуру химически агрессивных сред, не разрушающих материал защитной арматуры.
Проверим далее, обеспечивает ли данный термопреобразователь требуемую по условию точность измерения по таблице Г.2 приложения Г /1/ определим предельно допустимое отклонение термопреобразователя класса допуска В
°С.
Так как пределы Δ, не превышают по модулю пределов максимально допустимой погрешности измерений Δ=±1°С, то выбранный термопреобразователь обеспечивает требуемую точность измерения.
3.2 Средства измерения давления
Измерительный преобразователь давления APС-2000 предназначен для измерения разрежения, а также избыточного и абсолютного давления газа, пара и жидкости. Первичным измерительным преобразователем является пьезорезистивный кремниевый тензомодуль, отделенный от среды измерения разделительной мембраной и заполненный специальной жидкостью. Залитая силиконовым компаундом электронная схема помещена в корпусе со степенью защиты IP 65. Связь пользователя с преобразователем АРС-2000 осуществляется посредством протокола Hart. При этом в качестве линии связи используется цепь выходного сигнала 4...20мА. Кроме того, обмен данными с преобразователем АРС-2000 дает возможность получать информацию об измеряемой величине давления как в единицах измерения давления, так и в единицах измерения тока 4...20 мА, а также в процентах от диапазона измерения выходного сигнала. Предел допускаемой приведенной погрешности ±0,1% (цифровая компенсация дополнительных погрешностей). Искробезопасное исполнение 0ExiaIICT4 X. С целью измерений уровня и давления, требующих специальных присоединений к измеряемому процессу (пищевая, химическая промышленность и т.п.), преобразователь может быть оснащен одним из разделителей производства фирмы Аплисенс.
Рисунок 2 – Измерительный преобразователь давления АРС 2000
Исходные данные: давление постоянное. Рабочее значение давления пара 0,2МПа, максимально допустимая погрешность измерений преобразователя =±0,01 МПа. Преобразователь предполагается подключать к модулю аналогового ввода АI ADAM 8231 контроллера ADAM 8000.
Выбираем преобразователь избыточного давления, APС-2000 применяемый для измерения давления пара. Верхний предел измерения 0,28 МПа. Диапазон измерения выбран таким образом, чтобы максимальное рабочее значение давления составляло примерно 2/3 от диапазона измерения, поскольку давление в трубопроводе постоянное. Преобразователь формирует унифицированный токовый сигнал 4—20 мА, что позволяет подключать его к модулю аналогового ввода АI ADAM 8231 контроллера ADAM 8000.
Основная погрешность данного преобразователя составляет ±0,1% от диапазона измерения и равна
МПа.
Поскольку Δр не превышает максимально допустимую погрешность измерений Δ=±0,01 МПа, то выбранный преобразователь обеспечивает требуемую точность измерений.