Avtomatlashtirish va boshqaruv

I-BOB. Vizual va qalqovuchli sath o'lchagichlar

Shuni alohida ta'kidlash mumkinki, mazkur olchash vositalariga olchov chizgichlari, reykalar, lotli ruletkalar (silindirik sterokenli) va sath olchovchi shishalar (oxirgisi koroq qollaniladi) kiradi. Sathni sath olchovchi shishalar yordamida olchash tutash idishlar qonuniga asoslangan.

Sath olchagich shishaning prinsipial sxemasini korib chiqamiz (eng keng tarqalgani sababli). Sxema 22.1 rasmda keltirilgan. Korsatkich shisha 1 armatura yordamida idishning pastki va ustki qismlari bilan birlashtiriadi. 1 trubkadagi suyuqlik meniskining holatini kuzatib idishdagi suyuqlik sathining holati haqida fikr yuritiladi. Rezervuardagi va shisha trubka (nay) dagi suyuqlik teyaturalari farqiga bogliq bolgan qoshimcha xatolikni bartaraf etish uchun olchashdan avval sath olchagich shishalar yuviladi. Bu vazifani ventil 2 bajaradi. Mexanik mustahkamligi past bolgani sababli sath olchagich shishalarni uzunligi 0.5 m ortiq bolmaydi. Shuning uchun, rezervuarlarda sathni olchash uchun ular bir birini toldirib maqsadida bir nechta sath olchagich shishalar ornatiladi. Sath olchagich shishalar 3 MPa bosimgacha va 300 0S haroratgacha qollaniladi. Sathni sath olchagich shishalar bilan olchashning absalyut xatosi ±(1 2) mm.
Qoida boyicha qaerda inson kuzatiyotgan qurilmalarda qollaniladi. Yana bir qator texnik chegarashlar bor. Sarfolchagich shishalar 3Mpa gacha va 300° gacha haroratlarda qollaniladi. Texnologik apparatlarda ko'rsatish shishalarini o'rnatish sxemasi quyidagicha

Bu asboblar bilan idishdagi suyuqlik sathi olchanadi. Asbobning sezgir elementi qalqovich suyuqlik sirtida qalqib turadi (1-rasmda) va suyuqlik sathi baland-ligidagi orni unga ta'sir qiladigan kuchlar muvozanatiga bogliq boladi. Arximed qonuniga muvofiq, qalqovich ogirligi uning suyuqlikka botgan hajmidagi suyuqlik ogirligiga teng boladi. Undan tashqari, qalqovichni orab olgan suyuqlik ustidagi muhit havo bolmay, zichligi r0 ga teng bolgan modda bolsa, unda qalqovich hajmidagi bu modda ogirligi ham qalqovichni pastga bosadi, uning suyuqlikka botishini oshiradi. Bu ikki kuchga qarshi yonalgan, qalqovichni yuqoriga kotaradigan kuch F ni quyidagicha hisoblash mumkin:

bu yerda, r0 suyuqlik ustidagi muhit zichligi; g ogirlik kuchi tezlanishi; V qalqovichning hajmi; r qalqovich botib turgan suyuqlik zichligi; x qalqovich botgan qismning balandligi; S qalqovichning kondalang kesimi

Qalqovuch siljishining sxemasi

Bypass darajasi o'lchagichlari: a - vizual va b – po`kak (magnit)

Ba'zi hollarda, bakdagi darajani nazorat qilish va o'lchash uchun tashqi darajadagi o'lchash kamerasi o'rnatiladi – bypass. Unga har xil turdagi daraja o'lchagichlarni o'rnatish uchun tashqi kamera ishlatiladi. Kamera tank 1 bilan aloqa qiladigan silindrsimon idish 2 dan iborat bo'lib, tishli, gardishli 3 yoki payvandlangan birikma bilan tankga biriktirilgan. Ushbu ulanish tufayli kameradagi suyuqlik darajasi asosiy tankdagi suyuqlik darajasiga to'g'ri keladi. Shunday qilib, bypass darajasining ko'rsatkichi tankdagi suyuqlikdan mexanik stressga duchor bo'lmaydi, bu o'lchov natijasini buzishi mumkin. Masalan, asosiy bakdagi suyuqlik qo'zg'atilgan yoki qaynab ketgan hollarda. Bunday kameradan foydalanish asosiy bakda kuchli gaz hosil bo'lgan taqdirda ham oqlanadi.

O'lchov trubkasi bo'lgan vizual darajadagi o'lchagich sifatida uning ustiga shkala qo'yilgan shaffof masofaviy kamerani hisoblash mumkin.
Ichkarida magnitlangan 7 bo'lgan po`kak 5 ni 2 kameraga joylashtirish boshqariladigan suyuqlik muhiti sathining holatini aniqroq tasavvur qilish imkonini beradi.
Doimiy magnit 7, po`kak bilan birga harakatlanib, o'zining magnit maydoni bilan boshqa doimiy magnitni 8 o'ziga tortadi va o'qish moslamasi 4 bo'ylab yo'naltiruvchi trubka 6 bo'ylab erkin siljiydi.
Po`kak magnit daraja o'lchagichlari haqida qo'shimcha ma'lumotni quyida "po`kak darajasi o'lchagichlari" bo'limida topishingiz mumkin.
Qalqovuchli suyuqlik sathini o'lchash sxemasi

yuqoridagi rasmda doimiy chokadigan qalqovichli sath olchagichning oddiy sxemasi korsatilgan. Sanoatda qollaniladigan kopchilik sath olchagichlar shu sxema asosida ishlaydi. Qalqovich 1 roliklar 2 yordamida muvozanatlovchi yuk 3 bilan elastik tros (polat sim) orqali boglangan. Yuk bilan biriktirilgan strelka shkala 4 ga muvofiq suyuqlik sathni korsatib turadi.
Qalqovichli sath olchagichlar uchun, 2-rasmda trosning taranglik kuchi va roliklardagi ishqalanishni hisobga olgan xolda, «qalqovich-tortuvchi (protivoves)» tizimning muvozanat holati quyidagi tenglama bilan yoziladi:

bu yerda, GG, GP- qalqovich ogirliigiga qarshi ogirlik kuchi (protivoves) va ogirlik kuchi; S qalqovich yuzasi; h1 qalqovich chukkan balandligi; c suyuqlik zichligi.
Suyuqliknig sathining oshishi qalqovichning chuqurligini ozgartiradi va va unga qoshimcha itaruvchi kuch ta'sir etadi. Yuqorida yozilganlarning natijasida tenglik buziladi va - qalqovich ogirliigiga qarshi yuk pastga tushaveradi, toki osilga qalqovich h1 balandlikga teglashguncha.
Bu olchagichning asosiy kamchiligi shkalasining teskariligi va tros ogirligining ozgarishi hisobga olinmasligi, baland idishlarda hisoblash qiyinligi va hokazo.
Qalqovichli sath olchagichlarning turli modfikatsiyalari mavjud. Ular bir-biridan tuzilishi, olchash xarakteri ishlatish shartlari va boshqa xususiyatlari bilan farq qiladi.
Davriy chokadigan qalqovichli satx balandligi olchagichning ishlash prinsipi qalqovich (buyka) massasining suyuqlikka, chokish chuqurligiga qarab ozgarishiga asoslangan. Bunday sath olchagichlarning sezgir elementi ogir jism (masalan, silindr), ya'ni idish ichida vertikal osilgan va nazorat qilinayotgan suyuqlikka qisman botirilgan (3-rasm) qalqovichdan iborat. Qalqovich bikrligi S bolgan va qalqovichga ma'lum kuch bilan ta'sir etadigan elastik ilgakka mahkamlangan (3 - rasmda bunday element prujinadir). Suyuqlik sathini 00 xolatidan h ga orttirilsa, itaruvchi kuch ortadi. Bu buykani x xolatiga kotarishga olib keladi, bu yerda, uning kotarilishi bilan chokish kamayadi, ya'ni xBunday qalqovichli sath o‘lchagich statik tavsifining ifodasini osonlik bilan topish mumkin:

Shunday qilib qalqovichli sath olchagichning statik tavsifi chiziqlidir, bu yerda, uning sezgirligi G ni orttirish bilan yoki ilgakning bikrligi S ni kamaytirish bilan orttirilishi mumkin.
Davriy cho'kadigan qalqovuch va ko'rsatishlarni masofaga pnevmatik uzatadigan sath o'lchagich sxemasi



4 – rasmda davriy cho‘kadigan qalqovuchli sath o‘lchagichning sxemasi ko‘rsatilgan. Bu asbob korsatishlarni pnevmatik usulda masofaga uzatadi. Qalqovich 1 torsionli naycha 3 uchiga ornatilgan richag 2 ga osilgan. Qalqovich oz ogirligi bilan torsionli naycha va uning ichidagi polat sterjen 4 ni buradi, burilish burchagi sath ozgarganda qalqovichning ozgaradigan ogirlik kuchiga mutanosib. Qalqovich shunday ogirlikka egaki, u suyuqlikka batamom chokkanda, qalqib chiqmaydi. Sterjen 4 ning bosh uchida pnevmoqurilma 7 ning zaslonkasi (tosiq) 5 mahkamlangan. Torsionli naychaning sterjeni burilganda tosiq soplo 6 ga nisbatan shu burilish burchagiga teng burchakka siljiydi. Pnevmoqurilma 7 tosiqning burchakli siljishini ikkilamchi asbob 8 orqali olchanadigan bosimning mutanosib ozgarishiga aylantiradi. Bosim olchaydigan asbobning shkalasi 8 sath birligida darajalangan.
Suyuqlik sathni masofadan olchash uchun kuch kompensatsiyasi prinsipiga asoslangan, ozgarmas tokning 05 va 020 mA unifikatsiyalangan chiqish signaliga (UB-E rusumli) yoki 20...100 kPa havo bosimiga moljallangan (UB-P rusumli) qalqovichli sath olchagichlari qollaniladi va qalqovichli sath olchagichlarining olchov chegarasi ushbu qatordan tanlanadi: 00,25; 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 bolishi mumkin. Hisob- kitob operatsiyalari uchun sath olchagichlari asosiy xatoliklari ±1,0 dan 10,0 mm gacha boladigan qilib tayyorlanadi.
Agressiv suyuqliklar sathni olchashda qalqovich korroziyaga bardosh materialdan tayyorlanadi.
Qalqovichli sath olchagichlardan katta zichlikka ega bolgan (azot, neon va b.) suyuqlashtirilgan gaz sathini olchashda ham, 32 MPa bosimda va 400°S gacha bolgan haroratda muhitni nazorat qilishda ham foydalaniladi.
Qalqovichli sath olchagichlar ma'lum afzalliklarga ega: qurilma sodda, olchash chegarasi katta, aniqligi yetarlicha katta, agressiv muhitlar sathini olchash mumkin, olchashning harorat chegarasi keng. Ularni qollanishni chegaralovchi kamchiliklari: idishda qalqovich borligi, metall kop ketishi, kinematik qismlari borligi sababli yetarli mustahkam emasligi, idishlarda bosim ostida sathni olchash qiyinchiliklari. Gidrostatik sath olchagichlari ochiq idish hamda bosim ostidagi idishlarda turli suyuqliklar (jumladan, agressiv, tez kristallanuvchi va qovushoq moddalar) sathni olchashda ishlatiladi. Gidrostatik sath olchagichlarda suyuqlik sathni olchash suyuqlik ustuni hosil qiladigan bosimni olchash bilan amalga oshiriladi, ya'ni
P=H∙ρ∙g ,

bu yerda R — suyuqlik ustuni hosil qilgan bosim, Pa; N — suyuqlik sathi; m; r- suyuqlik zichligi, kg/m3; g — og‘irlik kuchi tezlanishi, m/s2.

Yuqoridagi tenglama bosimni o‘lchash asosida ishlaydigan sath o‘lchagichlari qurish mumkinligini korsatadi.

Qalqovuchli sath o'lchagichlar