Avtomatlashtirish va boshqarish

QALQOVICHLI SATH O’LCHAGICHLARI
B u asboblar bilan idishdagi suyuqlik sathi o’lchanadi. Asbobning sezgir elementi — qalqovich suyuqlik sirtida qalqib turadi (6.1-rasmda) va suyuqlik sathi balandligidagi o’rni unga ta’sir qiladigan kuchlar muvozanatiga bog’liq bo’ladi. Arximed qonuniga muvofiq, qalqovich og’irligi uning suyuqlikka botgan hajmidagi suyuqlik og’irligiga teng bo’ladi. Undan tashqari, qalqovichni o’rab olgan suyuqlik ustidagi muhit havo bo’lmay, zichligi ρ₀ ga teng bo’lgan modda bo’lsa, unda qalqovich hajmidagi bu modda og’irligi ham qalqovichni pastga bosadi, uning suyuqlikka botishini oshiradi. Bu ikki kuchga qarshi yo’nalgan, qalqovichni yuqoriga ko’taradigan kuch F ni quyidagicha hisoblash mumkin:
(6.1)
bu yerda, ρ₀ — suyuqlik ustidagi muhit zichligi; g — og’irlik kuchi tezlanishi; V — qalqovichning hajmi; r — qalqovich botib turgan suyuqlik zichligi; x — qalqovich botgan qismning balandligi; S — qalqovichning ko’ndalang kesim yuzi.
Agar qalqovichning ko’ndalang kesimi S balandligi h bo’yicha o’zgarmas bo’lsa,
(6.2)
Suyuqlik ustidagi muhit gaz yoki havo bo’lsa. ρ₀= 0, u holda
(6.3)
Qalqovichning ko’ndalang kesimi o’zgarmas bo’lsa
(6.4)
Qalqovichli sath o’lchagichlarda doimiy va davriy cho’kadigan (buykali) qalqovichlar ishlatiladi.
Doimiy cho’kadigan qalqovichni sath o’lchagichlarda qalqovichni yuqoriga ko’taradigan muvozanatlovchi kuch qalqovich og’irligiga teng va o’zgarmas bo’ladi;
F=G=Const (6.5)
B u yerda,n foydalanib, qalqovichning suyuqlikka botgan qismining balandligini topish mumkin
(6.6)
Bu holda kuchlar muvozanatini ta’minlaydigan qalqovich suyuqlik sathiga muvofiq siljiydi. 6.2 – rasmda shu printsipga asosan ishlaydigan doimiy cho’kadigan qalqovichli sath o’lchagichning oddiy sxemasi ko’rsatilgan. Sanoatda qo’llaniladigan ko’pchilik sath o’lchagichlar shu sxema asosida ishlaydi. Qalqovich 1 roliklar 2 yordamida muvozanatlovchi yuk 3 bilan elastik tros (po’lat sim) orqali bog’langan. Yuk bilan biriktirilgan strelka shkala 4 ga muvofiq suyuqlik sathni ko’rsatib turadi.
Qalqovichli sath o’lchagichlar uchun, 6.2. rasmda trosning taranglik kuchi va roliklardagi ishqalanishni hisobga olgan xolda, «qalqovich-tortuvchi (protivoves)» tizimning muvozanat holati quyidagi tenglama bilan yoziladi:
GG=GP –Sh1 c g, (6.7)
bu yerda, GG, GP- qalqovich og’irligiga qarshi og’irlik kuchi (protivoves) va og’irlik kuchi; S – qalqovich yuzasi; h1 – qalqovich chukkan balandligi; c – suyuqlik zichligi.
Suyuqliknig sathining oshishi qalqovichning chuqurligini o’zgartiradi va va unga qo’shimcha itaruvchi kuch ta’sir etadi. Yuqorida yozilganlarning natijasida tenglik buziladi va - qalqovich og’irliigiga qarshi yuk pastga tushaveradi, toki osilga qalqovich h₁ balandlikga teglashguncha.
Bu o’lchagichning asosiy kamchiligi — shkalasining teskariligi va tros og’irligining o’zgarishi hisobga olinmasligi, baland idishlarda hisoblash qiyinligi va hokazo.
Qalqovichli sath o’lchagichlarning turli modfikatsiyalari mavjud. Ular bir-biridan tuzilishi, o’lchash xarakteri (uzluksiz yoki qayd qiluvchi), masofaga uzatish tizimini (pnevmatik, elektr va boshqalar) ishlatish shartlari va boshqa xususiyatlari bilan farq qiladi.
Idishdagi suyuqlik sathini o’zgarishiga qarab qalovichning siljishini kamaytirish maqsadida chiziqli tavsifga ega bo’lgan davriy cho’kadigan tsilindrik qalqovichdan foydalanish mumkin.
Davriy cho’kadigan qalqovichli sath balandligi o’lchagichning ishlash printsipi qalqovich (buyka) massasining suyuqlikka, cho’kish chuqurligiga qarab o’zgarishiga asoslangan. Bunday sath o’lchagichlarning sezgir elementi og’ir jism (masalan, tsilindr), ya’ni idish ichida vertikal osilgan va nazorat qilinayotgan suyuqlikka qisman botirilgan (5.4-rasm) qalqovichdan iborat. Qalqovich bikrligi S bo’lgan va qalqovichga ma’lum kuch bilan ta’sir etadigan elastik ilgakka mahkamlangan (6.3 - rasmda bunday element prujinadir). Suyuqlik sathini 00 xolatidan h ga orttirilsa, itaruvchi kuch ortadi. Bu buykani x xolatiga ko’tarishga olib keladi, bu yerda, uning ko’tarilishi bilan cho’kish kamayadi, ya’ni xx∙C=(h-x)ρ_c∙g∙F-(h-x)ρ_g∙g∙F (6.8)
bu yerda, C — ilgakning bikrligi; ρ_c, ρ_g —suyuqlik va gazning zichligi; F — qalqovich ko’ndalang kesimining yuzi.
Bunday qalqovichli sath o’lchagich statik tavsifining ifodasini osonlik bilan topish mumkin:
(6.9)
Shunday qilib qalqovichli sath o’lchagichning statik tavsifi chiziqlidir, bu yerda, uning sezgirligi F ni orttirish bilan yoki ilgakning bikrligi C ni kamaytirish bilan orttirilishi mumkin.
(6.9) ifodadan ko’rinib turibdiki, konkret sath o’lchagichdan foydalanganda qo’shimcha xatoliklar ushbu S, G’, ρc -ρg kattaliklarning o’zgarishi hisobiga paydo bo’lishi mumkin. SHu kattaliklarning o’zgarishiga idishdagi harorat va bosimning o’zgarishi sabab bo’ladi, bu yerda, ρc -ρg ayirmaning o’zgarishidan hosil bo’ladigan xatolik eng katta bo’ladi
6 .4 – rasmda davriy cho’kadigan qalqovichli sath o’lchagichning sxemasi ko’rsatilgan. Bu asbob ko’rsatishlarni pnevmatik usulda masofaga uzatadi. Qalqovich 1 torsionli naycha 3 uchiga o’rnatilgan richag 2 ga osilgan. Qalqovich o’z og’irligi bilan torsionli naycha va uning ichidagi po’lat sterjen 4 ni buradi, burilish burchagi sath o’zgarganda qalqovichning o’zgaradigan og’irlik kuchiga mutanosib. Qalqovich shunday og’irlikka egaki, u suyuqlikka batamom cho’kkanda, qalqib chiqmaydi. Sterjen 4 ning bo’sh uchida pnevmoqurilma 7 ning zaslonkasi (to’siq) 5 mahkamlangan. Torsionli naychaning sterjeni burilganda to’siq soplo 6 ga nisbatan shu burilish burchagiga teng burchakka siljiydi. Pnevmoqurilma 7 to’siqning burchakli siljishini ikkilamchi asbob 8 orqali o’lchanadigan bosimning mutanosib o’zgarishiga aylantiradi. Bosim o’lchaydigan asbobning shkalasi 8 sath birligida darajalangan.
Suyuqlik sathni masofadan o’lchash uchun kuch kompensatsiyasi printsipiga asoslangan, o’zgarmas tokning 0—5 va 0—20 mA unifikatsiyalangan chiqish signaliga (UB-E rusumli) yoki 20...100 kPa havo bosimiga mo’ljallangan (UB-P rusumli) qalqovichli sath o’lchagichlari qo’llaniladi va qalqovichli sath o’lchagichlarining o’lchov chegarasi ushbu qatordan tanlanadi: 0—0,25; 0,4; 0,6; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0 va 20 m. Aniqlik sinfi 0,6; 1,0; 1,6 va 2,5 bo’lishi mumkin. Hisob- kitob operatsiyalari uchun sath o’lchagichlari asosiy xatoliklari ±1,0 dan 10,0 mm gacha bo’ladigan qilib tayyorlanadi.
Agressiv suyuqliklar sathni o’lchashda qalqovich korroziyaga bardosh materialdan tayyorlanadi.
Qalqovichli sath o’lchagichlardan katta zichlikka ega bo’lgan (azot, neon va b.) suyuqlashtirilgan gaz sathini o’lchashda ham, 32 MPa bosimda va 400°S gacha bo’lgan haroratda muhitni nazorat qilishda ham foydalaniladi.
Qalqovichli sath o’lchagichlar ma’lum afzalliklarga ega: qurilma sodda, o’lchash chegarasi katta, aniqligi yetarlicha katta, agressiv muhitlar sathini o’lchash mumkin, o’lchashning harorat chegarasi keng. Ularni qo’llanishni chegaralovchi kamchiliklari: idishda qalqovich borligi, metall ko’p ketishi, kinematik qismlari borligi sababli yetarli mustahkam emasligi, idishlarda bosim ostida sathni o’lchash qiyinchiliklari.