Датчики контролирующие температуру

Инфракрасные датчики температуры в пищевой промышленности

Пищевые продукты легко измеряются при помощи инфракрасной термометрии, так как они обычно они имеют высокую излучательную способность. Датчики PyroUSB и PyroBus, контролирующие температуру продуктов питания на конвейере, могут быть сконфигурированы для проведения обработки наибольших и наименьших значений. Значение температуры самой последней цели будет удерживаться, в то время как следующая цель перемещается к передней части датчика. Инфракрасные датчики также успешно используются для измерения температуры шоколада и ирисок.

Контроль температуры имеет важное значение в условиях, когда перегрев может привести к опасности взрыва, например, системы датчиков PyroBus могут быть использованы для мониторинга роликов в мельницах, где высокая температура горючей мучной пыли может привести к возгоранию.

Датчики с прямоугольной измерительной головкой применяются в местах, где пространство ограничено, например, в стенке сосуда. Кроме того, доступны специальные аксессуары для защиты объектива датчика от повреждений.

Автоматизация и энергосбережение

Контроль параметров и автоматизация процессов для пунктов распределения тепла на базе приборов ОВЕН

Зоя ИВАННИКОВА , инженер-консультант ОВЕН

На рис. 1 представлена схема регулирования температуры теплоносителя в распределительном пункте. Ключевым звеном, обеспечивающим оптимальные рабочие режимы теплосети, является контроллер ОВЕН ТРМ32-Щ4. регулирующий температуру в системах отопления и горячего водоснабжения. К входам прибора подключены датчики, постоянно контролирующие температуру: наружного воздуха; обратной воды, возвращаемой в теплоцентраль; воды в контуре отопления и контуре горячего водоснабжения. Регулировка осуществляется в соответствии с температурой окружающего воздуха и отопительным графиком, параметры которого программируются в контроллере. В зависимости от температуры наружного воздуха прибор вычисляет необходимую температуру теплоносителя в контуре отопления и поддерживает её в системе посредством ПИД-регулирования механизма электроприводного запорно-регулирующего клапана (КЗР). Уже на данном этапе обслуживания системы отопления получается ощутимая экономия энергоресурсов.

Рис. 1. Схема системы автоматического регулирования, выполненная на базе приборов ОВЕН

Второй пункт снижения расходов электроэнергии - за счёт контроля температуры обратной воды (Тобр), возвращаемой в теплоцентраль. В случае её превышения от заданной величины контроллер ТРМ32 прерывает регулирование в отопительном контуре и восстанавливает его только после снижения Тобр до нужной величины. Тем самым потребитель избегает штрафов, выплачиваемых теплосетям за превышение нормы расхода обратной воды.

Ещё одним достижением в уменьшении энергетических расходов является совместная работа контроллера с таймером реального времени ОВЕН УТ1-PiC. Таймер переводит ТРМ32 в ночной режим работы: ночью температура в контуре отопления, по сравнению с дневной, может быть ниже. С его помощью задаётся временной график изменения температуры теплоносителя: в зависимости от времени суток (дневное/ночное время), дней недели, а также выходных и праздничных дней.

Для управления подающими насосами в автоматическом режиме в системах водоснабжения на распределительных пунктах используется контроллер ОВЕН САУ-МП. Прибор обеспечивает попеременное включение насосов по заданным интервалам времени.

Использование САУ-МП обеспечивает:

равномерную выработку ресурса насосов за счёт чередования их работы; включение резервного насоса при аварийном выходе из строя работающего насоса; выход на рабочий режим после аварийного отключения напряжения.

Перечисленные приборы ОВЕН контролируют и регулируют задаваемые параметры, которые можно устанавливать на лицевой панели самих приборов. Данные о процессах передаются по стандартному интерфейсу RS-232 и фиксируются на компьютере.

Система регулирования, разработанная ООО «Анкол» на базе приборов ОВЕН, нашла своё применение на распределительных пунктах управления для поддержания заданных значений технологических параметров.

Система обеспечивает:

улучшение условий эксплуатации котельного и турбинного оборудования; точный учёт параметров теплоносителя; энергосбережение за счёт оптимальной работы всех насосных агрегатов в регулируемом режиме; снижение эксплуатационных затрат из-за увеличения межремонтного цикла насосного оборудования; снижение вероятности влияния человеческого фактора.

Таблица. Приборы, используемые при автоматизации системы отопления

Строительные машины и оборудование, справочник

Аварийно-предупредительная сигнализация и автоматическая защита дизелей

Развитие автоматики оказало большое влияние на дизелестроение. Сначала автоматизация работы дизелей внедрялась в тех случаях, когда этого требовал сам характер эксплуатации, например на аварийных дизель-электростанциях. Такие электростанции автоматически — без обслуживающего персонала — запускаются в ход в случае неисправности, падения напряжения и пр. и подключаются к сети потребителей, благодаря чему в короткое время восстанавливается номинальное напряжение. Еще большее распространение получила автоматизация силовых установок в речных и морских теплоходах, оборудованных дизелями малых и средних мощностей.

Помимо значительного улучшения эксплуатационных показателей, автоматизация ведет к снижению эксплуатационных и ремонтных расходов. Первой степенью автоматизации дизельных установок явилось создание систем аварийно-предупредительной сигнализации и автоматической защиты по основным контрольным параметрам дизеля.

Двигатели внутреннего сгорания обычно оборудуются такими аварийно-предупредительными устройствами, как регулятор, который ограничивает наибольшее допустимое число оборотов и тем самым предупреждает разнос двигателя, и предохранительные клапаны, контролирующие давление газов в цилиндрах двигателя, в картере и воздушном ресивере. Однако этот комплекс аварийно-предупредительных приборов оказался недостаточным.

Опыт эксплуатации двигателей внутреннего сгорания показал, что основной причиной нарушения их нормальной работы являются неисправности в системах смазки и охлаждения, своевременно незамеченные обслуживающим персоналом. Недостаточная подача масла приводит к выплавлению подшипников, а плохая работа системы охлаждения и перегрев двигателя являются причинами заклинивания поршней в цилиндрах, в результате чего двигатель выходит из строя на длительное время. Для своевременного выявления отклонений от нормального режима работы двигателя были созданы автоматические приборы, которые сигнализируют о падении давления в системе смазки и о повышении температуры охлаждающей воды.

Вторая степень автоматизации обеспечивает автоматический или дистанционный пуск и остановку двигателя, прогрев и включение нагрузки, регулирование температуры воды и масла в системах охлаждения и смазки двигателя, контроль за его работой и защиту при аварийном состоянии. При этой степени автоматизации сохраняется необходимость обслуживания агрегата для поддержания уровня масла и топлива в расходных баках, подкачки воздушных баллонов и т. д.

Третья степень автоматизации обеспечивает работу агрегата без обслуживающего персонала. Системы автоматического управления, защиты и сигнализации содержат три группы устройств: первичные приборы, или датчики; промежуточные системы и передачи; исполнительные и показывающие приборы. Датчиком является первичный прибор, воспринимающий изменение контролируемого параметра и передающий его на промежуточные системы. Так, например, в электрических автоматических системах датчик объединяется с реле, которое под действием импульса датчика включает исполнительный электрический ток.

Все датчики, применяемые в установках с двигателями внутреннего сгорания, делятся на температурные, давления, числа оборотов, уровня и контроля сгорания.

Температурные датчики служат для изменения температуры воды, масла и газов, а также деталей двигателя и для включения первичной цепи тока при выходе температуры за допустимые пределы. В системах автоматического управления применяются биметаллические и дилатометрические датчики. Наиболее простыми по конструкции являются биметаллические датчики (рис. 1, а). Принцип работы такого датчика основан на изгибе сваренной из двух различных металлов пластины вследствие неодинакового расширения этих металлов при нагреве. Изгиб вызывает перемещение свободного конца пластины и замыкание контактов. Недостатками таких датчиков являются нарушение четкости включения системы из-за замасливания контактов и быстрый выход их из строя из-за искрения.

Дилатометрический датчик (рис. 1, б) устроен по принципу измерения разности удлинения двух стержней из различных металлов. Для увеличения измеряемой разности один из стержней делают из металла с очень малым коэффициентом теплового линейного расширения, например из инвара, а другой — из металла с большим коэффициентом расширения, например из латуни. При нагревании датчика один из стержней удлиняется больше другого. Перемещение свободного конца одного из стержней по отношению к другому увеличивается специальным механизмом и используется для перемещения контактов, замыкающих или размыкающих электрическую цепь.

Рис. 1. Температурные датчики: а — биметаллический датчик; 1 — пластинка с большим коэффициентом температурного расширения; 2 — пластинка с малым коэффициентом расширения; 3 — подвижный контакт; 4 — неподвижный контакт; 5 — дилатометрический датчик типа ТР-200: 1 — регулировочный винт; 2 — кожух; 3 — головка; 4 — основание; 5 — тяга; 6 — патрон (активная часть датчика); 7 — обойма с контактами; 8— втулка пассивной части датчика; 9— донышко трубки; 10 — выступ стержня; 11 — инвар-ные пластины-пружины (пассивная часть датчика); 12 — контактные выводы

Датчики давления служат для измерения давления среды (масла, воды, воздуха) и включения первичной цепи тока при выходе давления за допустимые пределы. По конструкции датчики давления бывают пружинно-поршневые, мембранные, силь-фонные, с манометрической пружиной и гидростатические.

Рис. 2. Датчики давления: а — поршневой датчик: 1 — поршень; 2 — цилиндр: 3 — калиброванная пружина; 4 — упор; 5 — контактное устройство; б — мембранный датчик: 1 — мембрана; 2 — пружина; 3 — шток- 4 — подвижный контакт; 5 и 6 — неподвижные контакты

Рис. 3. Микровыключатель:

В пружинно-поршневом датчике подвижный поршенек нагружается с одной стороны измеряемым давлением, а с другой— пружиной, натяжение которой может быть отрегулировано. Конец штока поршня является контактным звеном, замыкающим или размыкающим электрическую цепь подачи сигнала.

В мембранных датчиках для измерения малых давлений используются мембраны из прорезиненных тканей, для измерения больших давлений — тонкие мембраны из латуни и стали. Мембрана с одной стороны нагружена измеряемым давлением, с другой-^ калиброванной пружиной, внутри которой проходит шток, соединенный с контактами электроцепи.

Микровыключатели применяются в датчиках для переключения электрических цепей при малом перемещении управляющего органа. Резкое переключение контактов предохраняет их от обгорания. Главным элементом микровыключателя является трехперая плоская пружина, на свободном конце которой укреплен кон такт из тугоплавкого металла.

К группе промежуточных устройств, связывающих первичный прибор с сигнальной аппаратурой, относятся наиболее важные и часто употребляемые в автоматических системах электромагнитные реле. Они служат для усиления импульса и его размножения при необходимости передачи сигнала на несколько пультов. Основным элементом электромагнитных реле является электромагнитная катушка, через которую проходит ток первичной цепи, замыкаемой контактным устройством датчика. Появление тока в обмотке электромагнита сопровождается протягиванием и поворотом якоря. В свою очередь, перемещение якоря вызывает замыкание или размыкание ряда контактов вторичных цепей тока, количество которых определяется числом исполнительных и сигнализирующих устройств.

Полностью автоматизированный дизельный агрегат оснащается следующими аппаратами, приборами и устройствами автоматизации:

1) датчиками, контролирующими температуру воды в системе охлаждения и масла в системе смазки двигателя, температуру подшипников и отработавших газов, а для дизельной электростанции — температуру подшипников и обмоток генератора;

2) датчиками, контролирующими давление масла в системе смазки двигателя, воздуха в пусковых баллонах, воды в системе водоснабжения, топлива в системе подогрева топлива;

3) датчиками (реле), контролирующими уровень масла в поддоне картера двигателя, топлива в расходных баках и резервуарах системы топливоснабжения, воды в системе охлаждения двигателя;

4) датчиками (реле), контролирующими число оборотов коленчатого вала двигателя;

5) регуляторами, поддерживающими необходимое число оборотов коленчатого вала двигателя, а также регуляторами температуры воды и масла в системах охлаждения и смазки;

6) аппаратами, механизмами и приводами систем автоматического пуска и остановки агрегата;

7) устройствами, обеспечивающими блокировку и сигнализацию;

8) коммутационными аппаратами с электромагнитным приводом;

9) щитами управления и автоматики.

Ленинградский институт водного транспорта в творческом содружестве с Центральным научно-исследовательским дизельным институтом разработали и внедрили приборы аварийно-предупредительной сигнализации и автоматической защиты для судовых дизелей, в частности для дизелей ЗДб и 6S275 («Шкода»), Система сигнализации и защиты предусматривает подачу предупредительных звуковых и световых сигналов (сигнализацию), а также остановку (защиту) дизеля в случае нарушения нормальной работы систем охлаждения и смазки.

Аварийно-предупредительная сигнализация и защита дизелей 6 S 275

Система сигнализации и защиты дизеля 6S275 («Шкода») включает следующие приборы:

а) два датчика минимального давления РМД — для смазочного масла и охлаждающей воды;

б) два датчика максимальной температуры РТСД -3 — для смазочного масла и охлаждающей воды;

в) стоп-устройство;

г) сирену и электрический звонок;

д) главный и дублирующий пульты.

Датчик минимального давления служит для подачи предупредительного сигнала и включения устройства автоматической остановки дизеля при падении давления в системе смазки ниже допустимого значения. Он устанавливается на нагнетательной магистрали смазки (после фильтра грубой очистки) и имеет пределы регулировки 0,1—4 бар с точностью ±0,2 бар.

Датчик максимальной температуры предназначен для подачи предупредительного сигнала при перегреве охлаждающей воды или смазочного масла выше максимально допустимой температуры. На дизелях 6S275 устанавливаются два датчика: один в замкнутой системе водяного охлаждения, другой — на магистрали системы смазки перед масляным холодильником.

Стоп-устройство — основной элемент общей системы автоматики, позволяющей без вмешательства обслуживающего персонала останавливать дизель в случае наступления аварийного состояния (при падении давления смазочного масла и охлаждающей воды, при повышении температуры отработанного масла и выходящей из дизеля охлаждающей воды, а также при разносе дизеля). После получения импульса от датчика минимального давления ток через силовую цепь главного пульта направляется в силовое реле, которое, срабатывая, втягивает в себя сердечник, освобождая при этом систему тяг. Эти тяги передвигают рычаг регулятора в положение, при котором подача топлива насосом прекращается и дизель останавливается.

Главный сигнализационный пульт устанавливается непосредственно в машинном отделении, а дублирующий — в рулевой рубке на судах или в дежурном помещении электростанции, в местах, удобных для наблюдения за аппаратурой. На пультах размещены промежуточные реле, сигнализационные лампы, предохранители, реле звуковых сигналов и др.

Принципиальная схема автоматической сигнализации и защиты некоторых дизелей представлена на рис. 4. Она состоит из датчиков температуры и давления, промежуточных реле, сигнальных зеленых ламп, сигнальных красных ламп, силового реле, сирены, звонка, выключателей, термореле времени, тягового реле и электрокабелей, которыми соединены приборы с аккумуляторными батареями напряжением 12 в.

Из схемы видно, что при работающем двигателе все контакты пер вичных реле замкнуты. Возникновение аварийного состояния сопро вождается срабатыванием датчиков температурь, и давл^ия и про межуточных реле, в результате чего гаснет соответствующая зеленая лампаи загорается красная лампа как на главномдульте в.машинном отделении, так и на дублирующем пульте – в рулевой рубке.

Рис. 4. Принципиальная схема сигнализации и автоматической У защиты дизелей 6S275, 6NVD-48 и 18D

Одновременно включается в цепь силовое реле, которое срабатывает и включает звуковые сигналы: сирену в машинном отделении и звонок в рулевой рубке. При этом между моментом появления сигнала и моментом срабатывания стоп-устройства дается выдержка времени, в течение которого обслуживающий персонал принимает решение об остановке двигателя. Выдержка времени достигается с помощью специального термореле.

Для того чтобы автоматическая защита, отрегулированная на низший предел давления масла, не срабатывала при малых числах оборотов вала двигателя и не препятствовала нормальному запуску, в схеме предусмотрен выключатель, механически связанный с органом управления — дизелем. При малых числах оборотов этот выключатель разрывает цепь питания. Питание схемы осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 24В.

К атегория: - Дизельные двигатели