ГОС / ГОСЫ 15-го / ГОСЫ 2014 / ТИП

1. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ. ПРИБОРЫ, СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ.КЛАССФИКАЦИЯ Температура (t)- степень нагретости вещества. Используется два типа шкал: абсолютные термодинамические (шкала Кельвина) и эмпирические °С (шкала Цельсия), °R (шкала Реомюра), °F (шкала Фаренгейта). T К = t°С+273°С. Приборы для измерения температуры (термометры) основаны на изме­нении свойств различных веществ в зависимости от температуры. Классификация приборов, основанных на изменении: 1) объема тела (термометры расширения); 2) давления рабочего вещества в замкнутой камере (манометри­ческие термометры); 3) электрического сопротивления проводников (электрические термометры сопротивления); 4) термоэлектродвижущей силы (термоэлектрические термо­метры); 5) лучеиспускательной способности нагретых тел (пирометры излучения). Термометры расширения наз-ся такие приборы в кот-х исп-ся изменение объема или линейного размера тел и изменение t-ры. К ним относятся: - жидкостеклянные – построены на принципе теплового расширения жидкости в небольшом стеклянном резервуаре кот-й соед. с капиллярной трубкой. В качестве жидкости используют ртуть и органические жидкости(спирт), они имеют средний коэф. объемного расширения. Измеряют t-ру до 750^0С Ч.э.(чувствительным элементом) является трубка с жидкостью; -дилатометрические термометры- основаны на разности коэф-тов линейного расширения тв. Тел. Ч.э. – трубка из латуни или меди; - биметаллические- имеют чувст-ые элементы в виде пружин различной формы из 2-х металлов с различными коэф.расш. Манометрические термометры Принцип действия основан на изменении давления вещества, заключенный в замкнутом объеме при изменении его температуры. Ч.э – термо баллон Электрические термометры сопротивления Действие основано на свойстве материалов изменять свою электропроводность в зависимости от температуры. Основаны на изменении электр. сопротивления проводников или п/п. Ч.Э. – проволока на катушке Структурная схема термометров расширения, манометрических термометров и электрических термометров сопротивления: Термоэлектрические термометры. Основаны на эффекте возникновения ЭДС в цепи, составленной из разнородных проводников, если места их соединения имеют различную температуру. Данная цепь называется термопарой, а ЭДС, возникшая в данной цепи – термоЭДС. Пирометры излучения определяют температуру вещества по его излучению. Пирометры излучения делятся на оптические и радиационные. Оптические пирометры. Принцип действия основан на сравнении яркости монохроматического излучения двух тел: эталонного и тела температура которого измеряется. Радиационный. Они основаны на принципе определения температуры тела по тепловому действию лучистой энергии. Tatneft . Идеальный преобразователь температуры для измерений в одной точкеПреобразователь температуры Rosemount 644 – универсальное и надежное решение для любых измерений температуры. Высокоточный измерительный преобразователь Rosemount 644 с возможностью передачи данных по протоколам HART, FOUNDATION Fieldbus или PROFIBUS PA, в конструктивных исполнениях с монтажом в головке датчика или на DIN рейке, соответствует самым высоким требованиям условий применения. ЖК-дисплей обеспечивает индикацию результатов измерения, а опция согласования преобразователя-сенсора обеспечивает непревзойденную точность  измерения для преобразователя и сенсора термометра сопротивления.	2. ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ. Давление (p)– величина, хар-ая интенсивность сил, действующих на ед. поверхности. Давление бывает абс(полное) и избыт.(относит). Абс. давл. -давление отсчитываемое по шкале от абс. нуля ра= р+рб ; Величина превышения давления среды над барометрическим (атмосф) наз-ся избыточ дав (маномет-ким) .Ед.изм. (Па) - давление, которое испытывает 1 м^2 плоской по­верхности под действием равномерно распределенной, перпен­дикулярной к этой поверхности силы в 1 Н. Для измерения давления и разряжения применяют ед.вел-ны: 1 бар=10^5Н/м^2=1,01972 кгс/см^2. В технике обычно измеряют избыточное давление, т.к. приборы не изолированы от атмосферы. По назначению все приборы для измерения давления делятся на след. гр: I по роду измеряемой величины манометры избыт. дав-я –для измерения разности м/у аб­с. и атм.; манометры абс. дав-я – для измер. давления, отсчитыва­емого от абсолютного нуля; вакуумметры- измерения абс. дав-я ниже атмосферного (разрежения); мановакуумметры –изм-я избыт. дав-я и разрежения; дифференциальные манометры (дифманометры) –изм-я разности двух давлений, ни одно из которых не является давле­нием окружающей среды; барометры — манометры абс.давления - для изм-я давления атмосферы. II По принципу действия: жидко­стные манометры (измеря­емое давление или раз­ность давлений уравновешивается давлением столба жидкости, применяют для проверки и градуировки приборов при лабораторных исследованиях); грузопоршневые манометры (уравновешивается давлением, создаваемым массами поршня и грузов, применяют для проверки и градуировки приборов при лабораторных исследованиях); деформационные манометры (определяется по деформации упругого ч.э. или развиваемой им силе); электрические ма­нометры (основано на зависимости элек­трич. параметров от из­меряемого давления); По типу чувствительного элемента, применяемого в приборе, различают трубчатые, многовитковые (геликоидальные), мембранные, сильфонные. Мембраны – эластичные пластины (круглые), крепленные по периметру. Изм-е давления среды вызывает прогиб мембраны. Сильфоны – гофрированные трубки из упругого материала. Разность внутр. и внеш. давлений создают силу, кот-я растягивает сильфон. Трубчатая пружина имеет в сечении эллипс. При повышении давления происходит деформация поперечного сечения трубки→перемещение свободного конца трубки. Электрические манометры под действием давления изменяют: сопротивление, магнитную проницаемость, индуктивность, емкость, электродвижущую силу (э. д. с.) К манометрам сопротивления относятся приборы для измерения давления, в которых используют реостатные и тензочувствительные измерительные преобразователи. Манометры с переменной магнитной проницаемостью Принцип действия преобразователей с переменной магнитной проницаемостью основан на изменении магнитной проницае­мости электромагнитного дросселя при его сжатии или растяже­нии. Индуктивные манометры Прибор представляет собой мембранный манометр с индуктив­ным преобразователем. Емкостные манометры Прибор представляет собой магнитоупругий мембранный ма­нометр с емкостным преобразователем. Пьезоэлектрические манометры. Принцип действия этих приборов основан на исполь­зовании пьезоэффекта. JUMO 403026 Кремниевый сенсор с разделительной мембраной из нержавеющей стали Преобразователь разности давления Rosemount 3051CD Он состоит из Сенсорного модуля и платы электроники. В сенсорном модуле происходит обработка сигнала с чувств элемента далее сигнал идёт в плату электроники ( микрокомпьютер, модуль памяти, цифро-аналоговое преобразование)
3. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ. СТРУТУРНЫЕ СХЕМЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ. Уровень (H) – величина, показывающая высоту жидкости, находящейся в емкости. Уровнемеры - Приборы для измерения уровня жидкости можно классифициро­вать по следующим признакам. По назначению приборы можно разделить на три группы: 1) сигнализаторы, контролирующие предельные значения уровня; 2) уровнемеры, непрерывно измеряющие значение уровня, и 3) измерители раздела двух сред. По принципу действия: механические(поплавковые с ч.э., находящимся на поверхности измеряемой жидкости и передающим значение уровня указателю с помощью мерной ленты или троса, буйковые ч.э.- буек, связанный с компенсационным устройством, реагирующим на изменение выталкивающей силы), пьезометрические основан на измерении высоты столба жидкости по давлению, который создает этот столб (барботажные: ч.э.-пневматическая трубка, манометрические: ч.э.- ма­нометр), электрические(кондуктометрические(на различии электропроводностей применяются в основном для кон­троля раздела сред), емкостные (различие диэлектрических свойств воздуха и измеряемой жидкости; радиоинтерференционные (изменения частоты радиоволн в зависимости от глубины погружения антенны в жидкость), акустические(уровень определяется по времени прохождения ультразвуковых волн от излучателя до уровня жидкости) и радиоактивные(бесконтактное измерение уровня. Принцип действия основан на поглощении жидкостью γ-лучей излучателя) По способу передачи показания: местные и дистанционные Структурная схема уровнемеров: - механических - пьезометрических - электрические - акустические Радарный уровнемер Rosemount 5300. принцип действия основан на рефлектометрии. Микроволновые наносекундные радарные импульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технолог среду, когда импульс достигает среды с другим коэф диэлектрич проницаемости часть энергии импульса отражается в обр направлении Разница во времени между отправкой импульса и приемом эхо-сигнала прямо пропор расстоянию, согласно кот рассчитывается уровень жидкости или уровень границы раздела сред.	4. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА.ПРИБОРЫ,СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ.КЛАССИФИКАЦИЯ Расход (Q)– кол-во жидкости протекающая ч/з поперечное сечение потока в ед времени. Расход жидкости в зависимости от ед измерения м. б. объемным или массовым Qv (м^3/с) , Qm(кг/с).Расходомеры можно классифицировать по след признаком1)тахометрические (турбинные и шариковые)преобраз. ск-ть потока в угловую ск-ть вращения элемента лопастей турбинки или шарика;2)элекромагнитные преобр ск-ть движ-ся в магн поле проводящей жидкости в эдс; 3) вихревые основанные на зависимости от расхода частоты колебания давления возникающих в потоке в процессе искусственного вихреобразования с помощью теплообтекания помещенного в поток;4)ультразвуковые основаны на эффекте увеличения звуковых колебаний в движущейся среде;5)массовые используются в лабораторно-экспериментальной практики (тепловые основаны на эффекте переноса тепла движущейся средой от нагретого тела (различают Калометрические определяют разность температур потока до и после нагревателя и термоаналитические определяют расход по кол-ву тепла, теряемого нагретым телом) и инерционные добавляется дополнительное движение для создания инерционных эффектов. 6) переменного перепада давления (для измерения расхода вещ-ва в трубопроводе на пути потока устанавливают сужающее устройство, за счет которого происходит потеря давления жид. Разность давлений до и после сужения наз-ся перепадом давления. Объемный расход ; массовый расход F0 – площадь отверстия истечения,α – коэф. расхода, 7)пост. перепада давл-я Вещество проходит непосредственно через расходомер, причем площадь проходного отверстия изменяется, а перепад давления остается постоянным. Объемный рас­ход измеряемой среды ; массовый расход где V — объем поплавка; П — плотность материала, из которого изготовлен поплавок;  — плотность измеряемой жидкости; 8) скоростные. Расход зависит от скорости потока.: Q=wF, w – скорость , F – число оборотов вертушки. Структурные схемы расходомеров: - тахометрические, скоростные, переменного перепада давления - ультразвуковые - вихревые Расходомер вихревой Rosemount 8800. измеряет объемный расход .Измеряемые среды газ, пар, жидкость. Блок измерительного преобразователя, Блок ресурсов(инф о приборе), Блок резервирования связей, Блок диагностики.а также функциональные блоки Foundation fieldbus аналоговый вход, блок ПИД, блок интегратора( для суммирования расхода)
6. Общие сведения о средствах измерений, классификация, система ГСП. Все измерения осущ-ся с помощью мер и измерит приборов их совокупность представляет собой средства измерения. Средством измерений - техн средства исп-ющиеся при измерениях имеющие метролог св-ва. Мерами наз-ся средства измерений предназ для воспроизведения физ величины заданного размера. Измерительным прибором- средства измерения предназ для выработки сигнала измерения инф-ции в форме доступной для восприятия наблюдателем. Измерительной системой наз-ся совокупность средств измерений и вспом уст-в соед-х м/у собой каналами связи,предназ-х для выработки сигналов измерения форме удобной для авт-ской обработки ,передачи и использования в АСУ.ГСП создана с целью обеспечить техн средствами системы контроля, регулирования и управления технол процессами различной отрасли промышленности. По функциональному назначению все приборы входящие в ГСП делятся на 4 группы:1гр)уст-ва получения инф-ции о состоянии процесса или объекта(относят датчики,нормир-щие преоб-ли формир-е унифиц-ный сигнал связи);2гр)уст-ва приема, преоб-ния и передачи инф-ции по каналу связи(исполнит механизм. преоб-ли сигналов и кодов,шифраторы, дешифраторы);3гр)уст-ва преобраз, хранения и обработки инф-ции, а так же формир команд управления(логические уст-ва,уст-ва памяти, анализаторы сигналов);4гр)уст-ва использования командной инф-ции (исполнительные уст-ва, усилители мощности) Состав измеряемых и управляемых величин ГСП включает 5 групп : Теплоэнергетические величины. - температура, давление, перепад давления, уровень и расход. Электроэнергетические величины.-ток постоянный и переменный, напряжение постоянное и переменное, мощность, индукция и частота. Механические величины. (линейные и угловые величины, деформация, усилие, вибрация, твердость и крутящий момент).Величины, определяющие химический состав: концентрация и химические свойства. Физические свойства: электропроводность, плотность, вязкость.	7.Кориолисовые расходомеры Кориолисовые расходомеры — приборы, использующие для измерения массового расхода жидкостей, газов эффект Кориолиса. Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний U образных трубок, по которым движется измеряемая среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Поток с определенной массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется вибрации расходомерных трубок. Наглядно это сопротивление можно почувствовать когда гибкий шланг извивается под напором воды в него подаваемой. Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсора) и преобразователя Сенсор напрямую измеряет расход, плотность среды и температуру сенсорных трубок. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартный выходной сигнал. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой. При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориоливовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости.
8.Вихревой расходомер.Принцип раб. Вихревыми наз-ся расходомеры,основанные на измерении частоты колебаний, возникающих в потоке в процессе вихреобразования. Принцип действия основан на измерении частоты образования вихрей, возникающих в потоке газа при обтекании неподвижного тела. При введении в трубопровод перпендикулярно потоку неподвижного тела - поочередно, то с одной, то с другой стороны происходит срыв вихрей, которые образуют позади тела обтекания двойную цепочку постепенно рассеивающихся вихрей, создавая так называемую, "Дорожку Кармана". Частота вихреобразования прямо пропорциональна скорости потока (объёмному расходу рабочего газа). Определение частоты позволяет определить скорость и объемный расход среды. Частота отрыва вихрей прямо пропорциональна скорости потока, т.е его объемному расходу. В месте завихрения скорость потока увеличивается, давление уменьшается. В вихревых расходомерах определение частоты вихреобразования производиться при помощи двух пьезодатчиков фиксирующих пульсации давления в зоне вихреобразования. На входе в проточную часть датчика установлено тело обтекания .За телом обтекания симметрично расположены два пьезоэлектрических преобразователя пульсации давления .При протекании потока газа через проточную часть датчика за телом обтекания образуется вихревая дорожка, частота следования вихрей в которой пропорциональна скорости потока, а следовательно и расходу. В свою очередь, вихреобразование приводит к появлению за телом обтекания пульсаций давления среды. Пульсации давления воспринимаются пьезоэлектрическими преобразователями, сигналы с которых в форме электрических колебаний поступают на плату цифровой обработки, где происходит вычисление объемного расхода т объема газа при рабочих условиях и формирование выходных сигналов по данным параметрам в виде цифрового кода. Расходомер вихревой Rosemount 8800. измеряет объемный расход .Измеряемые среды газ, пар, жидкость. Блок измерительного преобразователя, Блок ресурсов(инф о приборе), Блок резервирования связей, Блок диагностики.а также функциональные блоки Foundation fieldbus аналоговый вход, блок ПИД, блок интегратора( для суммирования расхода)	9. Ультразв.расх-ры. Принцип работы Действие УЗ расходомеров основано на том, что фактическая скорость распространения ультразвука в движущей среде равна геометрической сумме средней скорости движения среды и собственной скорости звука в этой среде. УЗ расходомеры делятся на фазовые и частотные. Частотные. Принцип действия основан на измерении частот импульсно-модулированных ультразвуковых колебаний, направляемых одновременно по потоку и против него. Для создания серии высокочастотных колебаний, имеющих периоды t, используется блок-модулятор, создается периодическое повторение серии ВЧ-ых колебаний, равных по длит-ти t прохождения УЗ ч-з поток в-ва. При данном способе измерения искл влияние параметров вещества на рез-т измерения. Диапазон измерения расхода приборами данного типа теоретически не ограничен. Принцип действия фазовых Принцип действия ультразвуковых расходомеров время-импульсного типа основан на измерении величины задержки прохождения импульсов ультразвуковых сигналов по потоку и против него за счет сноса сигнала движущимся потоком Измерение разности времен, проводимое в интервалах времени, позволяет вычислить скорость потока. Если сложить времена прохождения сигнала в разных направлениях, то можно вычислить скорость ультразвука в среде. Скорость звука зависит от температуры, давления и состава жидкости. Его измерение даёт возможность контролировать стабильность характеристик потока, увеличивая точность измерения. Такой принцип измерений обеспечивает высокую точность (±1%) измерений. Разность времени распространения ультразвукового сигнала в этом случае пропорциональна величине расхода: G = S*(3,14D2 / 4) (Т против потока – Т по потоку), где s – коэф проп-и; D – д-р трубопровода; Скорость потока жидкости в ультразвуковом расходомере теперь: Комбит. Ультразвуковой расходомер серии 1010S Система 1010S состоит из вычислителя расхода и прециозных ультразвуковых датчиков-преобразователей Ultra, установленных на участке калиброванной трубы («катушке»). Установка датчиков осуществляется заводом–изготовителем. Проводится калибровка по расходу. Система поставляется готовой к эксплуатации, иостается только установить катушечную секцию в трубопровод с помощью фланцевого соединения или сварки.
10. Пирометры. Принцип работы. Пирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света. Пирометры можно разделить по нескольким основным признакам: Оптические. Позволяют визуально определять, как правило, без использования специальных устройств, температуру нагретого тела, путем сравнения его цвета с цветом эталонной нити. Радиационные. Оценивают температуру посредством пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Если пирометр измеряет в широкой полосе спектрального излучения, то такой пирометр называют пирометром полного излучения. Цветовые (другие названия: мультиспектральные, спектрального отношения) — позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах. Измерение температуры пирометрами имеет ряд преимуществ перед обычными термометрами. Цветовые пирометры. Выделяют 2 длины волны при помощи двух светофильтров, установленных на вращающемся диске. Основан на законе смещения Вина. Используют 2 светофильтра (синий и красный). Одним выделяют , а другим . ЗУ – запоминающее устройство; БД – блок деления; С – синий светофильтр; К – красный	5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА.ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ.ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВЯЗКОСТИ НЕФТИ. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ. Качество вещества характеризуется физическими и физико-химическими св-вами. Контроль качества вещества – контролирование и поддержание численных значений физико-хим. и физических величин. Анализатор – изм. уст-во, кот-е указы­вает кол-ный или кач-ный состав анализируемого ве­щества на основе изм-ния пар-ов, хар-щих его физ. или физико-химические свойства. По способу применения все анализаторы можно разделить на промышленные и лаборатор­ные. Газоанализатор – измерит.уст-во, кот-ое указывает кол-ный и кач-ный состав газа. Газоанализаторы по методу анализа можно разделить на химические, физико-химические и физические. Газоанализаторы бывают инфракрасные ,магнитные – парамагнитные и диамагнитные; храмотографические наз-ся приборы для анализа газовых смесей основанные на хромат-х методах разделения. колориметрический-в них исп-ся зависимость поглощения видимого излучения от концентрации измеряемого вещ-ва; масс-спектометрические-представляют собой газоан-ры принцип действия кот-х основан на разделении анализируемого газа по массам составляющих его компонентов, титрометрические – определение концентрации в-ва путем воздействия на него спец.-но подобранного в-ва (титруещего в-ва) Плотность – отношение массы вещ-ва к его объему ρ=m/v (кг/м^3). Приборы для измерения плотности наз-ся плотномерами. По принципу действия плотномеры можно разделить на следующие группы: поплавковые(а:с плавающим поплавком- ареометр постоянного веса;б) с полностью погруженным поплавком- ареометр постоянного объема), весовые(принцип действия основана на том, что при неизменном объеме масса жидкости прямо пропорциональна ее плотности. Следовательно, для измерения плотности достаточно непрерывно взвешивать определенный объем жидкости, протекающей по трубопроводу), пьезометрические (принцип действия основан на том что давление жидкости на глубине Н от поверхности равно весу столба жидкости. При неизменных глубине и площади чувствительного элемента изменение плотности пропорционально изменению давления), радиоактивные (принцип действия основана на изменении поглощения гамма-излучения радио­активного источника при прохождении -лучей через жидкость). Вязкость или внутренние трение – св-во жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц, вызываемому действием приложенным к действию силы. Динамическая вязкость (изм.в Пуазах-П) опред силами F межмолекулярного взаимодействия. S – площадь, dw/dh – градиент скор-ти поперечному сечению потока. Величина, обратная динамической вязкости, носит название текучести. Единица текучести называется ре (обратный пуаз). Кинематическая вязкость (в стоксах – Ст, в м^2/с) представляет собой отношение динамической вязкости жидкости к ее плот­ности при той же температуре. Приборы для определения вязкости называются вискозиметрами. В зависимости от принципа действия вискозиметры бывают капиллярные (действие основано на законе Пуазейля характеризующим истечение жидкостей из капилляра), с падающим шариком (зависимость скорости падения шарика в жидкости от вязкости ; Ротационные вискозиметры. Действие этих приборов основано на измерении вязкостного сопротивления при вращении тела в жидкости. Структурные схемы газоанализаторов: - магнитных - колориметрических Преобразователь вязкости (вискозиметр) Solartron 7827 Преобразователь плотности «SARASOTA» FD960