Scrigroup - Documente si articole

     

HomeDocumenteUploadResurseAlte limbi doc
AeronauticaComunicatiiElectronica electricitateMerceologieTehnica mecanica


SISTEME DE REGLARE AUTOMATA - componentele sistemului de reglare automata: rol, elemente constructive, principiu de functionare

Electronica electricitate



+ Font mai mare | - Font mai mic



SISTEME DE REGLARE AUTOMATA - componentele sistemului de reglare automata: rol, elemente constructive, principiu de functionare

1. Traductoare

In scopul masurarii marimilor fizice care intervin intr-un proces tehnologic, este necesara de obicei convertirea acestora in marimi de alta natura fizica pentru a fi introduse cu usurinta intr-un circuit de automatizare.



Definitie:

Traductoarele sunt dispozitive care servesc la convertirea unei marimi fizice, numita marime de intrare, intr-o marime de alta natura sau de aceeasi natura, dar care variaza in alta gama de valori, numita marime de iesire, cu scopul de a masura marimea de intrare.

Traductorul este echipamentul care transforma (converteste) o marime fizica, de obicei neelectrica (temperatura, presiune, nivel, concentratie, etc.), care reprezinta marimea de iesire a unui sistem automat (parametrul reglat de la iesirea procesului), Xe, intr-o alta marime fizica, de obicei electrica (U, I, R, C, L), proportionala sau dependenta de prima, apta de a fi prelucrata de elementele de automatizare sau de sisteme de prelucrare automatizare sau de sisteme de prelucrare automata a datelor.

In SRA, semnalul obtinut la iesirea traductorului se numeste marime de reactie Xr.

Traductoarele se folosesc, cu precadere, la masurarea marimilor neelectrice pe cale electrica.

Structura generala a unui traductor:

In structura traductoarelor se intalnesc, in general, o serie de subelemente constructive, ca, de exemplu: convertoare, elemente sensibile, adaptoare etc. Structura generala a traductoarelor este foarte diferita de la un tip de traductor la altul, cuprinzand unul, doua sau mai multe convertoare conectate in serie.

In general, traductoarele cuprind urmatoarele parti componente:

- ES (D) - elementul sensibil sau detectorul, specific marimii masurate, este dispozitivul care transforma marimea de la intrarea traductorului Xe, intr-o marime intermediara X1 (o deplasare liniara, o rotatie), care se aplica adaptorului;

- AD - adaptorul (transmitatorul) prelucreaza si converteste marimea de la iesirea elementului sensibil intr-o marime direct utilizabila in sistemul automat (o marime de natura electrica, introdusa in circuitul de reglare - U, I, R, L, C);

- sursa auxiliara de energie;

- element de legatura si transmisie.

Marimea de intrare Xe (de exemplu: presiune, nivel, forta etc.) este convertita de catre elementul sensibil intr-o marime intermediara X (deplasare liniara sau rotire), care este transformata in marimea de iesire Xr (tensiune electrica, rezistenta electrica, inductanta, capacitate etc.), aplicata circuitului de automatizare cu ajutorul unui adaptor.

Clasificarea traductoarelor

Dupa natura marimii electrice de la iesire

Ø      traductoare    parametrice (transforma o marime neelectrica intr-un parametru de circuit electric R, L, C

o       traductoare rezistive

o       traductoare inductive

o       traductoare capacitive

o       traductoare fotoelectrice

Ø      traductoare    generatoare (transforma o marime neelectrica intr-o forta electromotoare)

o       traductoare de inductie

o       traductoare sincrone

o       traductoare piezoelectrice

o       traductoare termoelectrice

o       traductoare fotovoltaice (fotoelectrice)

o       traductoare electrochimice

dupa natura marimii de intrare

Ø      traductoare    de marime

o       marimi neelectrice (temperatura, debit, presiune, nivel, umiditate, viteza, etc)

o       marimi electrice (tensiune, curent, rezistenta, frecventa, putere)

Ø      traductoare    de calitate (caracteristici ale compozitiei corpurilor)

o       traductoare de pH, traductoare gazoanalizatoare

Dupa principiul de functionare

Ø      Traductoare rezistive

Ø      Traductoare inductive

Ø      Traductoare capacitive

Ø      Traductoare termoelectrice

Dupa natura fenomenului care sta la baza functionarii

Ø      Traductoare electrice

Ø      Traductoare mecanice

Ø      Traductoare de radiatie

Dupa principiul de masurare (modul prin care se realizeaza transformarea marimii neelectrice in marime electrica):

Ø      Traductoare cu transformare directa

Ø      Traductoare compensatoare

Dupa domeniul de variatie al marimii de iesire

Ø      Traductoare analogice

Ø      Traductoare numerice

TRADUCTOARE PARAMETRICE

a.          Traductoarele rezistive - se bazeaza pe variatia rezistentei unui rezistor. Relatia care permite determinarea parametrului rezistiv este . Se observa ca rezistenta creste proportional cu cresterea rezistivitatii ρ si a lungimii l si cu scaderea sectiunii S, adica:

Traductoarele rezistive sunt utilizate in instalatiile de automatizare pentru a detecta modificarile in anumite procese de productie a unor marimi fizice (forte, momente, vibratii).

Traductoarele rezistive de deplasare sunt constituite dintr-un senzor potentiometric a carui rezistenta se modifica datorita unui cursor ce se deplaseaza sub actiunea marimii de masurat, deplasarea putand fi liniara sau circulara. Prin deplasarea cursorului are loc o modificare a lungimii l din senzor, care este inclusa in circuitul de masurare, ceea ce conduce la relatia R = f(x), unde R este rezistenta senzorului. X - marimea neelectrica ce produce deplasarea cursorului.

a.1. Traductoarele potentiometrice (reostatice) se realizeaza sub forma liniara (fig. 2) sau circulara (fig. 3).

Fig. 2 fig. 3

Caracteristica de conversie a traductorului potentiometric liniar este data de relatia:

Rt - rezistenta totala a senzorului;

R - rezistenta dintre cursor si un capat al traductorului;

lt - lungimea totala;

l - lungimea corespunzatoare deplasarii cursorului;

a - deplasarea relativa.

Pentru traductorul potentiometric circular se poate scrie in mod similar:

- unghiul de rotatie a cursorului;

αt - unghiul de rotatie a cursorului fata de un capat.

Principiul de functionare a traductorului rezistiv de deplasare este ilustrat in figura 4:

Fig. 4.

Traductorul rezistiv de deplasare are urmatoarele caracteristici:

diametrul minim al conductorului: 0,05 mm

viteza maxima a cursorului: 1 m/s

deplasari masurate: de ordinul centimetrilor

numarul maxim de utilizari: aproximativ 106.

In cazul in care exista o apasare insuficienta a cursorului pe spirele traductorului, traductorul nu "simte" deplasarea, deci nu poate masura. In cazul in care forta de apasare a cursorului pe spirele traductorului este prea mare, apare frecarea si uzura mai mare, traductorul functioneaza incorect si cu erori mari.

Schema electrica echivalenta a traductorului rezistiv de deplasare este prezentata in figura 5:

Fig. 5.

a. Traductoare cu tensolit sunt de forma unui fir de masa plastica care prin intindere isi variaza rezistenta relativa proportional cu lungimea

a.3. Traductoare cu fir metalic (tensometrice) - se construiesc dintr-un fir metalic de mare rezistivitate (cu diametrul de 0,02 . 0,04 mm), aplicat pe un strat izolator care se lipeste pe piesa a carei deformatie trebuie masurata.

In anul 1856, Lordul Kelvin a descoperit ca, o data cu modificarile de natura mecanica ale unui corp metalic sau semiconductor supus unei forte, are loc si o modificare a rezistivitatii acestuia - efectul tensorezistiv. In anul 1920 se utilizeaza primele timbre tensorezistive: un fir conductor in zig-zag sau o folie conductoare foarte subtire se depune pe un suport izolator si se lipeste pe piesa solicitata. Suportul izolator si adezivul pentru lipire sunt materiale elastice si foarte durabile. Materialele conductoare utilizate la realizarea timbrelor tensometrice sunt aliaje de nichel-crom (nichrom), nichel-crom-cupru-fier (karma), platina-wolfram, nichel-cupru (constantan).

Traductoarele tensometrice sunt utilizate la masurarea unor eforturi sau deformatii si au ca principiu de functionare variatia atat a lungimii cat si a sectiunii unui conductor (fir sau filament din material conductor sau semiconductor). Relatia ce defineste functionarea unui astfel de traductor este:

- coeficientul lui Poisson, reprezentand deformatia transfersala si cea longitudinala.

Aceste traductoare sunt realizate din marci (timbre) tensometrice care se lipesc de corpul studiat. Timbrele se lipesc pe un element elastic care se deformeaza sub actiunea unei forte si, in principiu, orice marime fizica care depinde de o deformatie mecanica poate fi masurata cu ajutorul traductoarelor tensometrice (deplasari, forte si cupluri, parametrii ai vibratiilor mecanice, etc).

In figura 6. sunt prezentate diferite marci (timbre) pentru solicitari complexe.

Fig. 6. Marci tensometrice pentru solicitari complexe

Exemplu - Traductoare de forta Pentru masurarea fortei se pot folosi fie traductoare specifice, fie traductoare de deplasare care capteaza forta si o transforma intr-o deplasare.

Traductoarele elastice se bazeaza pe modificarea reversibila a formei unei structuri de baza (bara, inel) sub actiunea fortei aplicate: masurand lungirea sau contractia structurii respective, se obtin informatii despre marimea fortei care a determinat-o.

Traductoarele de deplasare se bazeaza pe efectul tensometric, utilizand timbre tensometrice. In figura 7. este prezentat un tensometru cu fie metalic, pentru care caracteristica de transfer se reprezinta conform figurii 8.


Fig. 7. fig. 8.

Timbrele tensometrice realizate din materiale semiconductoare au sensibilitatea mult mai mare decat cele metalice, insa sunt neliniare (dependenta rezistivitate-forta nu este o ecuatie de gradul I).

Pentru masurarea fortei cu ajutorul timbrelor tensometrice, se utilizeaza schema de montare a traductorului in circuitul de masurare din figura 9, folosind un ohmmetru serie (sau multimetru).

Modul de lucru:

se regleaza ohmmetrul (indicatia pentru Rx = 0 si pentru Rx = ∞)

se masoara rezistenta nominala a timbrului tensometric (inainte de aplicarea fortei)

Rn = ... Ω

se masoara rezistenta timbrului tensometric in timp ce forta F este aplicata piesei

R1 = ... Ω

se determina ΔR = R1 - Rn = .... Ω

utilizand caracteristica de transfer a timbrului tensometric utilizat, se determina forta aplicata piesei (forta proportionala cu deformatia Δ)

Fig. 9.

a.4. Traductoarele termorezistive - sunt rezistoare sensibile la temperatura, confectionate din materiale conductoare sau semiconductoare a caror rezistivitate variaza cu temperatura.

Masurarea electrica a temperaturii prezinta importanta nu numai in ceea ce priveste marimile termice: ea poate furniza, indirect, informatii si despre debite, presiuni joase, tensiuni, curenti.

Un traductor de temperatura foarte simplu se realizeaza pornind de la proprietatea cunoscuta a materialelor conductoare de a-si modifica rezistivitatea, si deci si rezistenta electrica, atunci cand temperatura lor se modifica.


Masurand (prin metode cunoscute) rezistenta electrica a unui conductor cu o anumita temperatura, se pot obtine informatii despre valoarea temperaturii respective. Un astfel de traductor, numit termorezistor, poate fi realizat si cu materiale semiconductoare si in acest caz se numeste termistor.

Termorezistentele sunt traductoare de temperatura care transforma variatia de temperatura a mediului controlat in variatia rezistentei unui element sensibil si se bazeaza pe proprietatea metalelor de a-si modifica rezistenta electrica in functie de temperatura, dupa urmatoarea formula: ,

Rt - rezistenta termorezistentei la temperatura "t".

R0 - rezistenta termorezistentei la temperatura 00C,

t - temperatura (0C),

A, B - coeficienti care se pot determina prin calibrare.

Termorezistentele sunt rezistente executate din metale pure, care prezinta mari variatii de rezistivitate cu temperatura, rezultand o caracteristica de conversie liniara, pe intervale largi de temperatura. Metalele utilizate pentru realizarea termorezistentelor sunt platina, nichelul si cupru

Elementul sensibil (senzorul), al termorezistentei, prezentat in figura 10. se realizeaza dintr-un fir subtire de platina bobinat pe un suport izolator.

Fig. 10.

Constructiv, traductoarele rezistive de temperatura se pot realiza:

fie ca o infasurare, pe un suport izolant;

fie ca o pelicula (film) depusa pe o placa din aluminiu, oxidata (timbre termorezistive).

O termorezistenta se compune din urmatoarele subansambluri principale:

- element sensibil (senzor), realizat dintr-un fir subtire rezistiv bobinat pe un suport izolator.

- teaca de protectie

- cutie de borne

In figura 11. sunt prezentate diferite tipuri de termorezistente, iar in figura 1 o sectiune printr-o termorezistenta.

Fig. 11. Tipuri de termorezistente cu teaca dreapta.

Fig. 1

1 - element sensibil, 2 - teaca de protectie, 3 - suport izolator, 5 - cutie de borne

Traductoarele termorezistive se fixeaza in peretele incintei in care se masoara temperatura.

Termorezistentele realizate din materiale semiconductoare, numite termistoare sunt confectionate prin presare din oxizii, carburile sau sulfurile unor metale ca: Ni, Cu, Mg, Pb, etc.

Observatie: Rezistenta termistoarelor scade cu cresterea temperaturii conform relatiei:

Fig. 13. Termistoare

a.5. Traductoare electrolitice - permit masurarea concentratiei electrolitilor pe baza masurarii rezistentei electrice a acestora. Elementul sensibil al unui traductor electrolitic este realizat sub forma a doi electrozi plan - paraleli E1 si E2, asemanatori unui condensator plan, prin care trece solutia a carei concentratie c trebuie masurata.

Intreg ansamblul se comporta ca o rezistenta lichida de forma paralelipipedica de lungime l0 (cm) si sectiune S0 (cm2). Daca se masoara rezistenta necunoscuta Rx, implicit se masoara conductivitatea necunoscuta σx (1/Ωcm)

b.         Traductoare inductive - sunt realizate din bobine infasurate pe un miez feromagnetic, miez care poate avea, constructiv un intrefier δ, variabil. Principiul de masurare se bazeaza pe modificarea lungimii δ a intrefierului sub actiunea marimii de intrare, care va duce la modificarea inductivitatii bobinei Lx. Fluxul magnetic este proportional cu intensitatea curentului ce trece prin bobina: Φ=L∙I, se poate determina curentul ce trece prin bobina cand intrefierul variaza:

Fig. 15. Traductor inductiv

b.1. Traductoare inductive de deplasare Principiul de functionare a traductorului inductiv de deplasare este ilustrat in figurile 16. si 17.:


Fig. 16. Traductor cu armatura mobila (cu intrefier variabil) (pentru deplasari mici, de ordinul zecimilor de milimetru)

Fig. 17. Traductor cu miez mobil

(pentru deplasari mari)

Componentele mobile ale traductoarelor inductive (armatura si respectiv miezul) sunt solidare cu subansamblul a carui deplasare trebuie determinata. Modificarea pozitiei acestora inseamna (intr-un circuit magnetic) modificarea inductivitatii, deci a curentului absorbit de solenoid, respectiv de bobina cilindrica. Deci, curentul indicat de ampermetru este direct proportional cu deplasarea.

Traductoarele cu miez mobil sunt des utilizate in convertirea deplasarilor mecanice intr-o marime electrica, de obicei o tensiune alternativa. Alimentarea bobinelor traductorului se face in curent alternativ (c.a.) deoarece inductivitatea este o marime caracteristica bobinelor numai in c.a. In c.c., o bobina este caracterizata de rezistenta electrica si aceasta nu depinde de pozitia miezului magnetic. Deci, traductorul nu ar fi influentat in nici un fel de deplasarea componentelor mobile (miez, armatura).

b. Traductoare inductive de forta Principiul de functionare a traductorului inductiv de forta este prezentat in fig. 18.

Sub actiunea fortei, se modifica intrefierul δ, ceea ce conduce la modificarea inductivitatii lui Lx. Cum fluxul magnetic este proportional cu intensitatea curentului ce trece prin bobina, Φ=L∙I si tinand seama de expresia care defineste inductanta bobinei, se poate determina valoare curentului ce trece prin bobina atunci cand intrefierul variaza.

Fig. 18.

Performantele traductoarelor inductive pot fi imbunatatite, in special pentru marirea zonei de liniaritate, daca se folosesc montaje diferentiale. In absenta fortei, puntea se fixeaza de o asemenea maniera incat Ix=0. La aplicarea fortei δ1 si δ2 variaza simultan si conduc deci la modificarea lui Lx1 si Lx Montajul este sensibil si la sensul fortei F. Curentul masurat de catre un ampermetru va fi proportional cu forta care atrage armatura mobila.

Traductoarele de tip transformator sunt dispozitive care utilizeaza doua infasurari a caror inductanta mutuala poate fi modificata sub actiunea marimii de intrare fie prin modificarea pozitiei miezului sau intrefierului, fie prin modificarea pozitiei infasurarii primare, printr-o miscare liniara (fig. 19.) sau o rotatie liniara.

Fig. 19. Traductor inductiv de tip transformator cu modificarea intrefierului

Fig. 20. Traductor inductiv de deplasare cu miez mobil

Traductoarele cu miez mobil sunt des utilizate in convertirea deplasarilor mecanice intr-o marime electrica, de obicei tensiune alternativa. Ele constau dintr-o bobina cu miez mobil, marimea de intrare actionand asupra acestui miez.

c.          Traductoare capacitive sunt traductoare parametrice si functioneaza pe baza variatiei capacitatii unui condensator in functie de dimensiunile geometrice ale condensatorului. Prin modificarea acestor valori, la un condensator variabil, se poate constata ca intensitatea curentului care trece prin acesta este: Ix=CxωU.

c.1. Traductoare capacitive de deplasare

Principiul de functionare a unui traductor capacitiv de deplasare poate fi inteles pornind de la relatia de calcul a unui condensator, relatie din care rezulta ca se deosebesc trei categorii de astfel de traductoare.


Fig. 21.

Fig. 2

TRADUCTOARE GENERATOARE - transforma marimea de masurat direct intr-o tensiune electrica, fara a mai fi nevoie de o sursa suplimentara. Conform legii inductiei electromagnetice, t.e.m. este definita de relatia: e=Blv.

Din gama traductoarelor generatoare fac parte:

  • Traductoare tahometrice (tahogeneratoare)
  • Traductoare termoelectrice
  • Traductoare de inductie

Marime fizica

de masurat

Efect

utilizat

Marime

de iesire

Temperatura

Termoelectricitate

Tensiune

Piroelectricitate

Sarcina

Flux de radiatie optica

Foto-emisie

Curent

Efect fotovoltaic

Tensiune

Efect foto-electric

Tensiune

Forta

Piezo-electricitate

Sarcina electrica

Presiune

Piezo-electricitate

Sarcina electrica

Acceleratie

Piezo-electricitate

Sarcina electrica

Viteza

Inductie electromagnetica

Tensiune

Pozitie (Magnet)

Efect Hall

Tensiune

a. Termocuplul este un traductor de temperatura care transforma variatia de temperatura a mediului masurat, in variatie de tensiune electromotoare, care apoi prin racordare la un aparat indicator sau inregistrator este tradusa in unitati de temperatura. Termocuplul este un efect al curentului datorat campului imprimat termoelectric de contact (efectul SEEBECK).

Campului imprimat termoelectric de contact apare la suprafata de separatie intre doua contacte metalice (sau semiconductoare) de natura diferita, sudate la capete, daca intre acestea exista diferanta de temperatura.

In principiu un termocuplu se compune din termoelectrozi din metale sau aliaje diferite, sudate la capete. Incalzirea locala a jonctiunii de masurare (sudurii) determina aparitia unei tensiuni electromotoare la capetele libere ale termoelectrozilor (jonctiunea de referinta). Valoarea acestei tensiuni depinde de diferenta de temperatura dintre jonctiunea da masurare si cea de referinta. Termoelectrozii au polaritati diferite. Termoelementele utilizatze in constructia termocuplurilor pot fi: cromel - alumel, fier - constantan, cromel - copel, cromel - constantan. Capetele termoelectrozilor sunt amplasate intr-o cutie de borne. Tensiunea termoelectromotoare este masurata sau inregistrata cu ajutorul unor milivoltmetre, valoarea tensiunii fiind tradusa in unitati de temperatura. Legatura dintre termocuplu si aparatul de masurat se face cu ajutorul unor cabluri speciale care au lungimi si caracteristici speciale, in asa fel incat sa nu influienteze valarea masurat.

Fig. 23. termocuplul - schema de functionare

1 - sudura (jonctiune de masurare)

2 - termoelectrozi

Termocuplul este utilizat ca traductor in sistemele de reglare automata a temperaturii si pentru masurarea temperaturii cuptoarelor, a mediilor gazoase, lichide sau pulverulente, in gama 200-24000C.

b. Pirometrul

Pentru temperaturi foarte mari (mii de grade), masurarea temperaturii se efectueaza prin metode fara contact, adica prin pirometrie (in limba greaca, "piro" - foc).

Un pirometru masoara energia termica radiata de un corp care are o anumita temperatura. Aceasta energie, depinde evident, de temperatura corpului respectiv si se propaga in spatiu sub forma de unde electromagnetice.

Elementul sensibil al unui pirometru este o lampa cu filament de wolfram a carui culoare poate fi modificata prin varierea curentului care trece prin filament.

Masurarea se face prin comparatie: pe imaginea suprafetei radiante (care emite energie termica) se suprapune aceasta lampa. Prin reglarea curentului din filament, se modifica temperatura acestuia, deci si culoarea sa, pana cand imaginea filamentului dispare. In acest moment, temperatura masurata este egala cu temperatura filamentului. Deci, valoarea curentului prin filament este o masura a temperaturii suprafetei radiante.


Fig. 24

Traductoarele de temperatura se caracterizeaza, in general, printr-un timp de raspuns mare, acest timp este necesar stabilirii echilibrului termic intre elementul sensibil al traductorului si corpul a carui temperatura se determina.

c. Traductoare de debit - traductor de inductie

Masurarea debitului este o problema legata de curgerea unui fluid; ca fenomen, curgerea este caracterizata prin viteza insa, de cele mai multe ori, intereseaza debitul.

Prezenta unui traductor intr-un fluid poate influenta curgerea acestuia.

Debitul poate fi:

volumic Qv = volumul de fluid care trece printr-o sectiune a conductei de curgere, in unitatea de timp

masic Qm = masa de fluid care trece printr-o sectiune a conductei de curgere, in unitatea de timp Qm = ρ . Qv

Masurarea debitului fluidelor se poate realiza ca urmare a modificarii regimului de curgere prin intermediul unui corp fizic sau prin intermediul unor fenomene care sunt influentate de curgere.

Cel mai simplu traductor de debit se bazeaza pe observatia ca un fluid care curge poate pune in miscare de rotatie un sistem mecanic. Astfel, exista


Un alt traductor de debit, foarte simplu, se obtine prin montarea unei palete pe directia de curgere a fluidului - debitmetrul cu paleta.

Fig. 25.

Datorita curgerii fluidului, asupra paletei actioneaza o forta care o roteste in jurul articulatiei, rotire care este pusa in evidenta printr-un traductor de deplasare unghiulara: cu cat forta este mai mare, cu atat unghiul α este mai mare.

In ambele cazuri descrise mai sus este evident ca masurarea modifica debitul de curgere a fluidului, iar informatia care se obtine este insotita de erori.

Sunt numeroase situatiile in care, in diferite procese tehnologice (industriale) se impune masurarea debitului de apa. Pentru aceasta, trebuie sa cunoastem ca apele industriale sunt bune conducatoare de electricitate: practic, ele sunt un conductor lichid care curge (se deplaseaza) cu o anumita viteza.

Exista asadar, doua dintre conditiile necesare pentru a genera o tensiune electromotoare prin fenomenul de inductie.


Schema de principiu a unui astfel de traductor - numit traductor electromagnetic - este urmatoarea:


Fig. 26.

Electromagnetul produce un camp magnetic de inductie B, ale carui linii de camp sunt "taiate" de conductorul lichid format de fluidul care curge cu viteza v (orientata perpendicular pe sectiunea de curgere, dinspre planul desenului). Tensiunea electromotoare indusa este "culeasa" de doi electrozi metalici, conectati la un voltmetru V a carui indicatie este proportionala cu viteza de curgere, deci cu debitul fluidului.

DICTIONAR curgere laminara = curgere constanta in timp

curgere turbulenta = curgere variabila in timp

Alte tipuri de traductoare:

a.      Traductoare de nivel

Masurarea nivelului in recipienti este foarte importanta pentru multe procese tehnologice si pentru evaluarea stocurilor existente.

In procesul de masurare a nivelului pot aparea o serie de probleme specifice ca, de exemplu: vase speciale sub presiune sau la temperaturi inalte, prezenta spumei la suprafata exterioara sau a turbulentelor, corozitatea substantelor folosite etc. Aceste probleme se rezolva prin solutii constructive adecvate.

Cele mai simple traductoare de nivel se bazeaza pe forta arhimedica: evident, ele pot fi folosite numai in cazul lichidelor.

Traductorul cu plutitor - fig. 27.


Traductorul cu imersor - fig. 28.


La utilizarea traductorului cu plutitor nu este necesara cunoasterea densitatii lichidului. In schimb, pentru traductorul cu imersor, este necesar sa se stie valoarea acestei marimi.

In cazul substantelor sub forma de pulbere sau granule, determinarea nivelului are drept scop determinarea masei de substanta: pentru aceasta se recurge la cantarirea recipientului cu tot continutul sau. Masa de substanta este egala cu diferenta dintre masa masurata si masa recipientului.

In cazul unor conditii speciale (temperaturi ridicate, medii corosive, periculoase etc.) masurarea nivelului se efectueaza fara a interveni asupra recipientului - adica fara contact - apeland la ultrasunete sau microunde.

Principiul de functionare a traductorului de nivel cu microunde este reprezentat in schema urmatoare:


Fig. 29.

Timpul intre emisia si receptia microundelor, respectiv atenuarea acestora, reprezinta o masura a distantei pana la suprafata de separare intre lichid si aer.

b.     Traductoare de presiune

Presiunea reprezinta un parametru de baza pentru majoritatea proceselor tehnologice in care se folosesc fluide. Deoarece presiunea se defineste pe baza fortei, rezulta ca metodele de masurare sunt asemanatoare cu cele pentru masurarea fortelor. Ceea ce difera este forma elementelor sensibile, care pot fi:

 

Membrane


a - plana

b - gofrata triunghiular

c - gofrata sinusoidal

d - gofrata trapezoidal

Tuburi

a - silfon

b - tub Bourdon (1 - oval;

2 - eliptic; 3 - in D)

Pistoane

cu resort

fig. 30.Elementele sensibile ale traductoarelor de presiune

c.      Traductorul piezoelectric

Fratii Curie descopera fenomenul piezoelectric: cristalele de cuart presate pe doua fete opuse produc intre alte doua fete opuse, o tensiune proportionala cu presiunea exercitata.

Nu numai cuartul (SiO2) are proprietati piezoelectrice, ci si turmalina, oxidul de zinc, titanatul de bariu si altele. Cristalele de cuart sunt folosite la ceasurile electronice de mana si la ceasurile de precizie, a caror eroare in masurarea timpului este foarte mica, de cateva zecimi de secunda intr-o mie de ani.

Undele sonore sunt caracterizate prin presiune si viteza: pentru procesele tehnologice in care intervin aceste unde, foarte importanta este presiunea, deoarece viteza particulelor, fiind foarte mica, este dificil de determinat.

Vibratiile sonore sunt "culese" de pavilionul urechii. Undele intra in conductul auditiv si ajung la timpan. Acesta incepe sa vibreze si informatia este transformata (prin componentele anatomice ale urechii) in impulsuri electrice care sunt transmise la creier.

Putem spune deci, ca timpanul este un traductor de presiune (acustica) la purtator !

In figura urmatoare sunt reprezentate schema de principiu si componentele unui microfon.


Fig. 30.



Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare



DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 6065
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved