Функциональная схема ёмкости с регулируемым уровнем.

LT – уровнемер

LRC – регистратор, регулятор по уровню.

 

Структурная схема САР

Рис. 3.1 Структурная схема САР

 

L – уровень;

ΔL – регулирующее воздействие;

у – регулируемая величина;

u – у_задан.

μ – выходная величина регулятора;

uy –исполнительный механизм;

ε = |u - у|.

 

Передаточная функция датчика уровня имеет вид:

, где К_ДАТ – коэффициент передачи датчика.

Передаточная функция регулирующего органа имеет вид:

, так как, это звено можно считать безынерционным.

Передаточная функция объекта:

W(S)=

Передаточная функция исполнительного механизма:

Передаточная функция регулятора:

где коэффициенты связаны соотношениями

 

Рис. 3.2 Переходная характеристика.

 

Выбор средств автоматизации

 

Уровнемер Rosemount 3100

 

Ультразвуковые уровнемеры Rosemount 3100 предназначены для обеспечения непрерывного измерения уровня жидкости и расстояния до поверхности жидкости в резервуарах, хранилищах, сточных ямах, демпферных резервуарах.

 

Назначение и принцип измерений.

Уровнемеры Rosemount 3100 построены на основе ультразвуковой технологии и предназначены для измерения уровня различных жидкостей. Ультразвуковые импульсы излучаются уровнемером, распространяются по направлению к жидкости и отражаются от ее поверхности. Уровнемер улавливает отраженные эхо-сигналы и измеряет временной интервал между передачей излученного и приемом отраженного сигналов. На основании этого временного интервала рассчитывается расстояние до поверхности жидкости. Расстояние = Скорость звука в воздухе х (Временной интервал/2)

рис.1.

Встроенный датчик температуры непрерывно измеряет температуру в пространстве над жидкостью. Уровнемер использует значение температуры при расчете скорости звука в воздухе, компенсируя таким образом влияние температуры на измеряемое расстояние. Модели 3102 и 3105 дополнительно могут оснащаться выносными датчиками температуры для обеспечения динамической температурной компенсации. Такие датчики температуры используются при быстром изменении температуры в незаполненном объёме резервуара либо при наличии неверных показаний встроенного датчика температуры. При подключении выносного датчика температуры встроенный датчик автоматически отключается.

Измерение уровня.

Уровень (толщина слоя жидкости) рассчитывается как

разность опорной высоты и расстояния до поверхности среды.

рис.2. Примеры установки уровнемеров 3100.

 

Конструкция

Корпус

Корпус уровнемера выполнен из алюминия и имеет два резьбовых (1/2" NPT) кабельных ввода. В качестве опции возможна поставка переходников на M20x1,5. Излучатель уровнемера выполнен из коррозионно-стойкого материала PVDF.

Резьбовое присоединение

Резьба: 2" BSPT или 2" NPT. По заказу: фланцевые принадлежности.

Рис.4. Конструкция уровнемера Rosemount серии 3100.

Технические характеристики

⁽¹⁾ Температура: 20°C, давление: 101,3 кПа (атмосферное давление), относительная влажность 65%.

 

Общие требования к монтажу

Правильная установка уровнемера необходима для обеспечения надежной работы ультразвуковой системы измерения уровня. Уровнемеры Rosemount 3100 предназначены для установки на неметаллические фитинги или фланцы. Дополнительные принадлежности с ПВХ фланцами описаны в разделе "Информация для оформления заказа". Уровнемер должен монтироваться с помощью имеющегося резьбового (2") присоединения над поверхностью жидкости. Для облегчения установки для заказа дополнительно доступны специальные фланцевые адаптеры. Для обеспечения достаточного уровня отраженного эхо/сигнала от поверхности жидкости и наибольшей амплитуды эхо-сигнала уровнемер должен быть установлен вертикально. Препятствия на пути распространения ультразвукового импульса приводят к появлению сильных ложных эхо-сигналов, поэтому устанавливайте уровнемер так, чтобы посторонние объекты не попадали в зону распространения ультразвукового импульса. Во избежание возникновения ложных эхо-сигналов рекомендуется выдерживать расстояние 11 см от осевой линии уровнемера на каждый метр расстояния до препятствия. Рекомендуется устанавливать уровнемер на расстоянии не менее 0,3 м от стенок резервуара во избежание ослабления или потери эхо-сигнала. Избегайте использования уровнемера

в условиях, в которых возможно интенсивное образование конденсата на лицевой (рабочей) стороне излучателя. Если уровнемер монтируется на стойке или патрубке, предпочтительно, чтобы лицевая сторона излучателя выступала внутрь емкости не менее чем на 5 мм. Если это невозможно, см.__ раздел "Монтаж в патрубок". В местах, где воздействие прямых солнечных лучей может привести к значительному нагреву уровнемера, рекомендуется установить солнцезащитный козырек (навес).

Рис.5. Требования к монтажу.