Лекции (стр. 7 )

(15.5)

В диффузионных газосмесительных установках подачу измеряемого вещества в поток газа-разбавителя осуществляют через диффузионный барьер. Расход измеряемого вещества определяют путемизмерения объема, прошедшего через диффузорный  барьер, измеримого вещества в паровой фазе определенный интервал времени. Контроль за расходом Q2 газа - разбавителя осуществляется капиллярным расходомером. Концентрацию измеряемого вещества в газе-разбавителе определяют по формуле (15.5). Погрешность приготовления поверочной газовой смеси на динамических газосмесительных установках ± (2-8)%.

Для приготовления поверочных газовых смесей, содержащих в качестве измеряемого компонента влагу, применяют смесительные установки, именуемые генераторами парогазовой смеси — гигростатами. Гигростаты являются основным средством поверки влагомеров газов. Разработаны гигростаты, основанные на принципах: двух температур, двух давлений и смешения. Формирование газовой смеси заданной относительной влажности в гигростате, основанном на принципе двух температур, достигается путем увлажнения газа до давления насыщения Р при температуре t1 Далее температуру увлажненного газа повышают до значения t2, при котором давление насыщения паров становится равным Р2. В результате в рабочей камере устанавливается относительная влажность  ф — Р1/Р2. Воспроизводилось относительной влажности гигростатами этого типа ±(0,5-1)%.

В гигростатах, основанных на принципе двух давлений, газ насыщают влагой при температуре t1 и давлении Р1 а затем давление увлажненного газа уменьшают до значения Р2. При постоянной температуре t1 уменьшение давления Р1 до значения Р2 приводит к уменьшению влажности газа, Гигростаты, основанные на принципе двух давлений, позволяют получать парогазовые смеси с абсолютной влажностью  0,78—69 г/м3  при  относительной  погрешности ±(1-2)%.

В гигростате, основанном на принципе смешения, формирование газа заданной влажности достигается путем смешения двух потоков газа, один из которых увлажнен до насыщения, а другой предельно осушен. Путем изменения соотношения расходов указанных потоков заданная влажность достигается в пределах от 10 до 100% с абсолютной погрешностью ±(0,5—1)%.

Для поверки влагомеров газа с пределами измерений от 2*10-6 до 2 -10-2% об. применяют диффузионные гигростаты, представляющие собой пористую цилиндрическую трубку или мембрану, создающую диффузионный барьер. С одной стороны барьер омывается водой, а с другой осушенным газом. Количество диффундирующей влаги определяется температурой и поверхностью диффузионного барьера. Относительная погрешность поверочной газовой среды, формируемой диффузионным гигростатом, ±(2-5)%.

Основу метрологического обеспечения средств измерений концентраций жидких сред кондуктометров, рН-метров и влагомеров нефти и нефтепродуктов составляют образцовые средства измерений и стандартные образцы состава.

Образцовые  средства  измерений,  применяемые  для  передачи размера единицы удельной  электрической  проводимости  (См/м) рабочим средствам  измерений, подразделяют на два  разряда.

Образцовые кондуктометры с пределами измерений от 0—10-4 до 0—102 См/м и пределом допускаемой относительной погрешности ±(0,25—1)% используют для поверки кондуктометрических анализаторов общепромышленного применения с пределом допускаемой относительной погрешности ±(0,5- - б)%.

Основную погрешность кондуктометрических анализаторов определяют комплектным или поэлементным методом.

При комплектном методе производят сличение показании поверяемого анализатора с показаниями образцового кондуктометра. В качестве рабочих жидкостей используют поверочные растворы. При поэлементном методе определяют основную погрешность измерительного блока анализатора и постоянную первичного преобразователя. Поверку проводя! на поверочных установках с пределами измерений 0—10; 0— 100; 0—10-4; 0—0,1 См/м.

Передача размера единицы рН от эталона рабочим средствам измерении рН осуществляется образцовыми средствами, подразделяемыми на четыре разряда, а также образцовыми средствами измерений массы, объема и ЭДС постоянного тока. Поверку рН-мет-ров проводят поэлементным или комплектным методом. Поверка рН-метра поэлементным методом включает раздельную поверку измерительного преобразователя и электродов.

Основную погрешность измерительного преобразователя определяют методом сличения с показаниями образцового потенциометра.

Измерительные электроды поверяют по образцов/ям буферным растворам, а поверку вспомогательных электродов осуществляют методом сличения с образцовыми электродами с помощью компаратора.

Поверку рН-метра комплектным методом проводят путем сличения показаний рН-метра со значением рН-образцового буферного раствора.

Поверку рабочих средств измерений влажности нефти и нефтепродуктов осуществляют образцовыми установками для воспроизведения образцовых эмульсий со значением объемного влагосодержания от 0,05 до 60% с пределом допускаемой приведенной погрешности ±(0,8—2)% и образцовыми средствами измерений, заимствованными из других поверочных схем. К их числу относятся меры тангенса угла потерь, меры емкости, а также образцовые жидкости с диэлектрической проницаемостью от 2 до 6. Метрологическое обеспечение средств измерений состава многокомпонентных веществ базируется на образцовых средствах измерений времени, объема, массы, ЭДС и напряжения постоянного тока, а также на поверочных смесях, аттестованных органами метрологической службы, или стандартных образцах состава.

Основной тенденцией в развитии автоматизации химико-технологических процессов в настоящее время является применение АСУ ТП, осуществляющих оптимизацию этих процессов.

В таких АСУ ТП требования к надежности и особенно к точности средств измерений сильно возрастают. Последнее определяется следующими обстоятельствами. Известно, что наиболее эффективным видом автоматизации является автоматический контроль, позволяющий повышать экономическую эффективность производства на несколько десятков процентов по сравнению с неавтоматизированным производством. Применение АСР (см. Введение) редко позволяет получить дополнительный эффект, составляющий более 10%. Экономический эффект от применения АСУ ТП для оптимизации процессов обычно не превышает 2—3%, а чаще

составляет 1 %.

Для оценки этого эффекта необходимы измерительные устройства соответствующей точности. Большинство же измерительных устройств и систем, используемых для проведения технологических измерений, имеют погрешность, равную или большую чем ±1% (см. гл. 4—13). Причем эту погрешность в условиях технологического процесса невозможно устранить или уменьшить.

Повышение точности измерительных устройств для решения задач автоматизации управления технологическими процессами необходимо еще и потому, что измерительные устройства, а именно датчики, устанавливаемые на технологических процессах, как правило, используются при создании математических моделей объектов управления (см. гл. 3). Без соответствующей точности этих измерительных устройств сама оптимизация объектов управления становится проблематичной. В связи с этим повышение точности средств технологических измерений — одна из основных задач приборостроения.

В то же время развитие и совершенствование технологии переработки нефти и газа постоянно ставит перед создателями средств измерений новые и, как правило, более сложные задачи. Особенно это касается контроля качества сырья, промежуточных и конечных продуктов.

Усилия ученых и инженеров, работающих в области приборостроения, направлены как на создание новых средств измерений, позволяющих решать названные задачи, так и на совершенствование средств измерений, обеспечивающих решение традиционных задач автоматического контроля.

Бак 4, в котором  пневматической системой 2 (компрессор или баллон с нейтральным газом) создается определенное статическое давление, контролируемое манометром 3.        При поверке  рабочая  жидкость выдавливается из напорного бака  через открытый вентиль 5 в испытательный участок 6, выход которого подключен к мерному баку 7.Последний снабжен датчиками уровня  8  (динамических объемных  установках) или установлен на тензорезисториых  преобразователях массы (в динамических весовых установках). В динамических объемных установках измеряют время, в течение которого рабочая  жидкость заполняет объем между двумя датчиками уровня, а затем определяют дискретные значения расхода. В динамических весовых установках получают непрерывную запись значений массы рабочей жидкости, заполняющей мерный бак, и соответствующую запись времени, а затем опре-деляют непрерывные значения расхода. Относительная погрешность воспроизведения и измерения расхода — не ниже 0,2—0,3%- Для поверки счетчиков промышленных жидкостей непосредственно на технологических потоках, например на узлах учета, широко применяют объемные трубопоршневые расходомерные установки (рис. 15.11).

Трубопоршневая установка работает следующим образом. Через кран-манипулятор 2 в калиброванный участок 4, изготовленный из стальной бесшовной трубы, на внутреннюю полость которой нанесено специальное стойкое покрытие, вводятся два шаровых разделителя. Шаровой разделитель 8 выполняет функцию запорного устройства и препятствует перетоку жидкости из входного в выходной конец калиброванного участка 4, а шаровой разделитель 7 — функцию шарового поршня, выталкивающего жидкость из калиброванного участка 4 под действием напора рабочей жидкости. В момент прохождения шарового поршня мимо электромеханического детектора б включается счетное устройство 5, измеряющее количество импульсов, поступающих от датчика 1, преобразующих число оборотов вала поверяемого счетчика в пропорциональное число электрических импульсов. При прохождении шарового поршня мимо электромеханического детектора 3 счетное устройство выключается. Пройдя калиброванный участок, шаровой поршень 7 попадает в кран-манипулятор, выталкивает в поток шар-клапан 8 и занимает его положение. Далее цикл поверки повторяется. Объем Vс жидкости, отсчитанный по счетчику за один цикл.