Крановые весы

Для взвешивания грузов, транспортируемых на крюке мостового крана, ис­пользуются крановые весы. Они имеют дистанционный пульт управления с ин­фракрасным световым сигналом (радиус действия до 50 м). Результаты взвешива­ния передаются в базу данных АСУП с помощью радиомодема. Цифровая инди­кация позволяет отображать весовую информацию подкрановому персоналу (рис.

 

Рис. 7.9. Схема крановых весов

Контроль процесса разливки чугуна и стали из ковшей в сталеплавильном производстве осуществляется с помощью весоизмерительных систем типа Траверса-200 (ЗАО МЕГ А).

Силоизмерительные датчики устанавливаются в блоках верхних роликов траверсы главного подъема (рис. 7.1). Использование беспроводной информации по радиоканалам обеспечивает связь комплекса с АСУТП.

7.5. Вагонные весы

Железнодорожный транспорт был и остается основным средством грузовых перевозок в России; поэтому важным условием эффективной работы каждого

Вагонные весы комплектуются широким набором устройств отображения информации: от простых весовых индикаторов до полностью автономных кон­троллеров, которые автоматически определяют вес вагонов в движении и пере­дают данные в компьютерную сеть.

При использовании устройств идентификации вместе с информацией о весе формируются и передаются данные о номере вагона, грузоотправителе, грузопо­лучателе и перевозимой в вагоне продукции.

Вагонные весы различают: по способу взвешивания вагонов; размерам и кон­струкции грузоприемной платформы.

Способы взвешивания включают в себя: статическое, взвешивание в движе­нии, универсальное на полной длине вагона.

При статическом взвешивании неподвижный вагон целиком находится на грузоприемной платформе (этот способ является наиболее точным). Взвешивание в движении создает возможность определения общего веса вагона, благодаря суммированию веса тележек. Универсальные весы позволяют производить стати­ческое взвешивание и взвешивание в движении.

Основными элементами вагонных весов являются силоизмерительные датчи­ки, весовой терминал (индикатор), специализированное программное обеспече­ние (в случае подключения весового терминала к ПК), грузоприемная платформа.

Тензометрический датчик имеет встроенный микропроцессор, преобразующий аналоговый сигнал в цифровой, а также вводит поправку на температуру ок­ружающей среды. Внутренняя диагностика обеспечивает поиск неисправностей и дает возможность автоматизировать процесс калибровки весов. Результат изме­рений в цифровом виде передается по кабелю на весовой терминал.

Для взвешивания специальных транспортных средств (например, миксеровозы для жидкого чугуна) изготовление весов производится по индивидуальному проекту.

Отечественные приборостроительные предприятия изготавливают разнооб­разные взвешивающие устройства.

Весы тензометрические вагонные для статического взвешивания и взвешива­ния в движении типа ВТВ выпускает ИЦ АСИ, Кемерово. Весы вагонные ВД (АВИТЕК-ПЛЮС, Екатеринбург) предназначены для потележечного или повагонного взвешивания без расцепки 2-х, 4-х, 6-ти и 8-ми -осных железнодорожных вагонов, груженных сыпучими и твердыми материалами, цистерн с жидкими про­дуктами, мульдовых тележек и составов в целом с автоматической регистрацией

На следующих рисунках представлены схемы вагонных весов ЗАО ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА, Пенза.

Рис. 7.10. Схема весов ВВД-200

Рис. 7.11. Схема весов ВВЭ-СД

На рис. 7.12 приведена схема взвешивания миксеровоза жидкого чугуна (METTLER TOLEDO).

рис. 7.12.

 

 

На рис. 7.13 показана схема конфигурации системы автоматического взвеши­вания железнодорожных вагонов (компания METTLER TOLEDO, Швейцария).

Рис. 7.13. Схема конфигурации технических средств системы взвешивания вагонов

 

7.6. Системы взвешивания и дозирования

В современных технологических процессах требуется оборудование, позво­ляющее с высокой точностью автоматически осуществлять взвешивание и дози­рование сырья, промежуточных продуктов переработки или производимой про­дукции. Для решения подобных задач фирма SIEMENS разработала семейство устройств с общим названием SIWAREX, в составе которых применяются модули взвешивания SIWAREX U, SIWAREX М.

К SIWAREX U могут быть подключены до 4-х систем взвешивания. Модуль SIWAREX М используется в качестве устройства управления однокомпонентны- ми или многокомпонентными весами (точность измерения 0,05%); а также уст­
ройства управления подсистемами, состоящими из нескольких установок взвеши­вания и дозирования (суммарная ошибка измерения 0,15%).

Модуль SIWAREX М независимо от ПЖ может управлять всеми исполни­тельными механизмами системы дозирования.

Рис. 7.14. Конфигурация модуля SIWAREX U

Рис. 7.15. Системы взвешивания и дозирования

Параметрирование модуля производится с помощью пакета программирова­ния STEP 7 или пакета параметрирования SIWATOOL (ОС Windows). Наряду с двумя последовательными интерфейсами (ТТУ и RS-232 С) система дозирования и взвешивания SIWAREX М оборудована 4 цифровыми выходами, 3 цифровыми входами и одним аналоговым выходом.

На рис. 7.16 приведены конструктивные ряды датчиков взвешивания и дози­рования SIWAREX R.

Рис. 7.16. Конструктивные ряды датчиков взвешивания и дозирования: а - семейство измери­тельных датчиков; б - изгибный стержень/траверс (конструктивный ряд ВВ); в - стержень (конструктивный ряд SB); г - торсион (RN); д - измерение силы давления (К); е - измерение силы давления (СС)

Глава 8. Измерение уровня жидких и сыпучих материалов

Технические средства, применяемые для измерения уровня жидкости, назы­ваются уровнемерами. Приборы, предназначенные для сигнализации предельных уровней жидкости, носят название сигнализаторов уровня.

Уровнемеры, применяемые для измерения уровня жидкости с целью поддер­жания его постоянным в определенных пределах, снабжают устройством для сиг­нализации предельных отклонений уровня от заданного значения.

У сигнализаторов уровня жидкости контактное устройство срабатывает при некотором заданном значении уровня для данного объекта.

Измерение уровня сыпучих материалов в бункерах и других устройствах значительно отличается от измерения уровня жидкостей, так как характер распо­ложения материала в объекте не позволяет говорить о его уровне как о горизон­тальной поверхности.

В промышленности уровнемеры применяют для измерения уровня шихты, угля, различных порошкообразных материалов. При измерении уровня сыпучих тел, в частности твердого топлива, необходимо знать характер движения мате­риала в объекте (бункере). Выбирая технические средства для автоматического контроля уровня, необходимо учитывать возможную взрывоопасность материала, уровень которого подлежит измерению.

Бункера для кускового и пылевого топлива в большинстве случаев имеют форму усеченной пирамиды с направленной вниз вершиной. При высоте бункера 8-10 м слой топлива в нем подвергается достаточно большому горизонтальному сжатию, что вызывает заметное ухудшение его сыпучих свойств. В связи с этим в бункере любой емкости в зоне максимальных давлений возможно появление за­висаний и сводообразования.

Обычно в бункере топливо частично располагается на внутренних стенках в виде слоев различной толщины. Размер топлива на стенках зависит от угла на­клона стенок бункера, влажности материала и коэффициента внутреннего трения. Для устранения зависаний топлива в бункере применяют различные обрушиваю­щие устройства.

В бункерах с кусковым топливом за уровень условно принимают низшую точку воронки со стороны крышки бункера. Угольная пыль вследствие высокой текучести располагается в виде более или менее ровного горизонтального слоя, однако при потере угольной пылью текучих свойств и ее слеживания понижение уровня происходит с перекосами, сопровождается образованием воронок, колод­цев и налипанием слоя пыли на стенках бункера.

Для автоматизации загрузки бункеров или других объектов необходимо как минимум обеспечить с помощью сигнализирующих уровнемеров автоматический контроль наличия материала в двух сечениях по высоте в нижней части каждого бункера - для получения сигнала на включение загрузочных устройств и в верх­ней части - для получения сигнала на отключение загрузочных устройств.

Для обеспечения большей надежности ведения технологического процесса нередко возникает необходимость в непрерывном контроле уровня в бункерах или в других объектах. В этом случае для дистанционного измерения уровня сы­пучих материалов в технологических объектах применяют уровнемеры, снабжен­ные вторичными приборами, которые должны иметь контактное устройство для сигнализации предельных значений уровня. Контактное устройство вторичных приборов можно использовать также и для автоматизации загрузки бункеров или других объектов.

Существует широкая номенклатура отечественных средств контроля и изме­рения уровня от простых поплавковых сигнализаторов предельных значений (концевых выключателей) до бесконтактных приборов непрерывного определе­ния уровня на основе различных физических принципов. Они используют раз­личные методы: емкостной, электроконтактный, гидростатического давления, по­плавковый, ультразвуковой, радиоволновый, оптический и др. Эти методы и средства позволяют контролировать уровень различных сред: жидких (чистых, загрязненных), пульп, нефтепродуктов, сыпучих материалов различной дисперс­ности. При выборе уровнемера необходимо учитывать такие физические и хими­ческие свойства контролируемой среды, как температура, абразивные свойства, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и т.д.

Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в резервуаре или около него: давление, вакуум, нагревание, охлаждение, способ заполнения или опорожнения, огнеопасность и взрывоопасность.

В качестве примеров в разделах главы будут использоваться изделия фирм Pepperl+Fuchs, Siemens, Endress+Hauser и др. Фирмы производят целый ряд так называемых интеллектуальных датчиков, являющихся многофункциональными программируемыми измерительными средствами, имеющими связи со стандарт­ными промышленными коммуникационными сетями.

8.1. Основные типы сигнализаторов уровня

Концевые выключатели предельного уровня формируют электрический сиг­нал в тех случаях, когда уровень контролируемой среды достигает, поднимается выше или опускается ниже определенного уровня, заданного относительно высо­ты установки датчика. Примерами могут служить защита от переполнения, защи­та оборудования от режима "сухого хода", проверка минимального и максималь­ного уровней заполнения резервуаров. Для определения предельного уровня предлагаются следующие средства контроля: поплавковые выключатели, конце­вые выключатели с вибрирующим чувствительным элементом, кондуктометриче- ские выключатели, емкостные зонды, выключатели на основе гидростатического давления жидкости.

8.1.1. Поплавковые сигнализаторы уровня

Поплавковые выключатели используются для сигнализации предельных зна­чений уровня жидкостей. Они обладают необходимой плавучестью, позволяющей им в незакрепленном состоянии находиться на поверхности жидкости в строго горизонтальном положении. В конкретных применениях поплавковый датчик за­крепляется на высоте, соответствующей предельному уровню жидкости. Процесс переключения запускается качанием датчика, когда он отклонятся от горизон­тального положения в любом направлении, как это представлено на рис. 8.1.

 

Рис. 8.1. Принцип действия поплавкового выключателя

В качестве коммутационных устройств часто применяются жидкометалличе- ские микровыключатели, в которых в настоящее время вместо ртути используется галинстан (Galinstan - жидкий металлический сплав, включающий галлий, индий и олово и сохраняющий жидкое состояние при температурах выше -19°С).

Поплавковый выключатель состоит из корпуса поплавка со встроенным мик­ровыключателем и присоединительного кабеля.

Современные поплавковые датчики используют три разновидности не со­держащих ртути коммутационных устройств.

1. Шаровой микровыключатель с определением положения на основе индук­тивного метода (рис. 8.2 а).

2. Шаровой концевой микровыключатель (рис. 8.2 б).

3. Микровыключатель, использующий жидкий металлический сплав Galin­stan (рис. 8.2 в).

 

Рис. 8.2. Не содержащие ртути коммутационные устройства поплавковых выключателей

В качестве поплавков применяют преимущественно полые шаровидные или сфероцилиндрические тела, выполненные из полипропилена или металлического материала, устойчивых к воздействию неконцентрированных кислот и щелочей, большинства растворителей, спирта, бензина, воды и др. (рис. 8.3, 8.4).

Присоединительные кабели поплавкового выключателя шаровидной формы изготавливаются из поливинилхлорида (PVC) для применений в водной среде, в слабых агрессивных жидкостях; из полиуретана (PUR), устойчивого к нагретым маслам и жидкостям; из хлорсульфированного полиэтилена (CSM, Hypalon), ус­тойчивого к воздействию кислот, щелочей и многих растворителей.

Рис. 8.3. Общий вид датчика - реле уровня жидкости двухпозиционный ДРУ-1ПМ (ОАО Теп- лоприбор, Рязань)

 

 

 

Рис. 8.4. Поплавковый выключатель шаровидной формы

Регулируемое комбинированное устройство из поплавковых выключателей (до 5 датчиков) позволяет изменять уровни срабатывания выключателей, если этого потребуют новые эксплуатационные условия (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Регулируемое комбинированное устройство с поплавковыми выключателями пре­дельного уровня

 

На рис. 8.6 показаны некоторые способы применения поплавковых выключа­телей.

 

Рис. 8.6. Некоторые способы применения поплавковых выключателей: а - управление уровнем жидкости; б - управление уровнем жидкости в диапазоне установленных предельных значений; в - аварийная сигнализация; г - контроль уровня жидкости с помощью двух поплавковых вы­ключателей

8.1.2. Концевые выключатели с вибрирующим чувствительным элементом

В качестве вибрационных концевых выключателей применяют устройства с резонатором камертонного типа (из-за формы его часто называют колебательной вилкой), в которых пьезоэлектрическим способом возбуждаются сильные меха­нические колебания в диапазоне резонансных частот. Размещение чувствительно­го элемента внутри контролируемой среды вызывает резкое уменьшение ампли­туды колебаний вплоть до их полного гашения. Смена состояния колебания со­стоянием покоя или наоборот в виде электрического сигнала предельного уровня поступает в схему управления. При этом функционирование данных устройств не зависит от флуктуаций физических свойств контролируемого вещества.

Вибрационные концевые выключатели можно использовать для определения предельного уровня практически всех жидкостей и сыпучих материалов.

В номенклатуре фирмы Pepperl+Fuchs представлена широкая гамма вибраци­онных концевых выключателей под торговой маркой Vibracon в разных конст­руктивных исполнениях, с различными техническими характеристиками.

Вибрационные концевые выключатели Vibracon Mini LVL-A1 применяются для определения уровня жидкости там, где ранее использовались поплавковые выключатели, кондуктометрические, емкостные и оптические датчики, но оказа­лись малопригодными из-за электропроводимости или налипания измеряемого вещества, проявления турбулентности в жидкости, образования всплесков или воздушных пузырьков.

 

Рис. 8.7. Общий вид датчика серии Vibracon Mini LVL-A1

Вибрационные выключатели применяются в очистных и фильтрующих сис­темах, резервуарах со смазочными материалами и теплоносителями с низкой тем­пературой, трубопроводах, а также могут быть использованы для защиты насосов. Но главной областью их применения остаются резервуары, содержащие жидко­сти.

Vibracon Mini LVL-A1 может быть установлен в любом положении в резер­вуаре или трубопроводе диаметром до 40 мм, так как длина самого датчика со­ставляет всего 148,5 мм (рис. 8.8)

Рис. 8.8. Применения вибрационного выключателя Vibracon Mini LVL-A1

 

Образование пены не ухудшает его функционирование. Эти датчики приме­нимы для любых жидкостей, которые после извлечения колебательной вилки из контролируемой среды стекают с нее и не препятствуют свободной вибрации. В жидкости допускается содержание частиц с размерами меньше 5 мм.

При установке в замкнутых объемах или при контакте с вязкими жидкостями колебательная вилка может полностью не освобождаться от контролируемого вещества, что приводит к ложному срабатыванию датчика (рис. 8.9.)

Рис. 8.9. Монтаж датчиков Vibracon Mini LVL-A1 с учетом свойств контролируемой среды

 

Вибрационные выключатели серии LVL-A2, предназначенные для определе­ния уровня жидкостей, выпускаются в компактном и удлиненном исполнениях (рис. 8.10).

Для определения уровня агрессивных жидкостей выпускаются датчики (рис. 8.10 г), колебательные вилки которых покрыты термопластичным фторопластом (Halar).

Рис. 8.10. Вибрационные концевые выключатели серии LVL-A2: а - модель в компактном ис­полнении; б - в удлиненном исполнении; в - с корпусом из нержавеющей стали; г - с монтаж­ными фланцами

 

 

Рис. 8.11. Внешний вид выключателей с колебательной вилкой серии Vibracon М

Вибрационные выключатели LVL-E5 используются для определения уровня как жидкостей, так и сыпучих материалов. Встроенные средства самодиагностики обеспечивают проверку датчика от колебательной вилки до схемы обработки; коммутационный выход настраивается как нормально открытый или нормально закрытый; имеется возможность выбора времени задержки включения. Состояние датчика отображают четыре светодиодные индикатора.

Вибрационные концевые выключатели серии Vibracon М (рис. 8.11) предна­значены для применения на предприятиях химической промышленности. Эти датчики во взрывозащищенном исполнении с видами взрывозащиты "искробезо- пасная электрическая цепь" и "взрывонепроницаемая оболочка" можно устанав­ливать во взрывоопасных зонах.

8.1.3. Метод определения предельного уровня на основе измерения проводи­мости (кондуктометрический метод)

Этот метод основан на изменении силы тока. При пустом резервуаре сопро­тивление между двумя электродами бесконечно велико; при погружении концов электродов в электропроводящую среду сопротивление уменьшается соответст­венно величине ее проводимости (рис. 8.12)

 

Рис. 8.12. Внешний вид кондуктометрического концевого выключателя

Принцип действия кондуктометрических концевых выключателей с одно- стержневыми электродами HR-6001 (Pepperl+Fuchs) заключается в следующем. Реле электрода вырабатывает измерительное напряжение переменного тока, когда

проводящая среда устанавливает контакт с электродом, измерительная цепь за­мыкается и реле электрода формирует переключательный сигнал в соответствии с выбранным порогом чувствительности.

8.1.4. Концевые выключатели на основе метода измерения электрического

поля

Взаимодействие двух электродных стержней (или электрода и металлической стенки резервуара) со схемой генератора колебаний преобразователя приводит к созданию переменного электрического поля. По мере того как уровень вещества увеличивается, и контролируемая среда входит в контакт с электродами, колеба­тельный контур демпфируется. Детектор с регулируемым порогом фиксирует из­менение электрического поля и формирует соответствующий сигнал.

Этот метод определения предельного уровня может быть реализован с ис­пользованием стандартных электродов, применяемых для кондуктометрического или емкостного методов, и используется практически для любого вещества.

8.1.5. Емкостный метод определения предельного уровня

В основе метода лежит определение изменений электрической емкости в за­висимости от уровня наполнения резервуара. Конденсатор образован стенкой ре­зервуара и зондом, погруженным в его содержимое. Измерение емкости осущест­вляют, как правило, при помощи резонансных схем или мостов переменного тока с самоуравновешиванием.

В точном определении уровня решающую роль играют конструкция, изоля­ция и правильное размещение емкостного электрода. Поэтому необходимо учи­тывать следующие факторы: изоляцию зонда, форму резервуара, температуру контролируемого материала, его зернистость, абразивность, химическую агрес­сивность, вязкость, возможность образования конденсата.

Измерительный зонд в зависимости от требуемой длины выполнен из прово­лочного тросика, металлического стержня или трубки.

Датчики-реле уровня РОС 101 (ОАО Теплоприбор, Рязань) предназначены для контроля уровня жидких, твердых (сыпучих) сред, уровня раздела фаз жидких продуктов. В датчике-реле с помощью регулирующих элементов в передающем преобразователе обеспечивается установка уровня и дифференциала срабатыва­ния в пределах рабочей зоны.

Принцип действия датчиков основан на высокочастотном методе преобразо­вания изменения электрической емкости чувствительного элемента, вызванного изменением уровня контролируемой среды, в выходной сигнал (рис. 8.13).

 

Рис. 8.13. Внешние виды конструкции датчиков реле РОС 101

Емкостные средства контроля предельного уровня представлены в номенкла­туре фирмы Pepperl+Fuchs концевыми выключателями серии LCL.

Сигнализаторы уровня предназначены для определения пределов заполнения как жидкостей, так и сыпучих материалов в бункерах и других объектах.

Рис. 8.14. Внешний вид конструкции емкостных выключателей LCL

 

8.1.6. Магнитные погружные зонды предельного уровня

Магнитные погружные зонды предельного уровня серии LML разработаны для использования в жидкостях. Они работают следующим образом: поплавок, направляемый трубкой зонда, плавает на поверхности жидкости; тороидальный магнит, смонтированный на поплавке, в соответствующем положении замыкает язычковые герметизированные контакты, установленные на направляющей труб­ке, посредством магнитного поля.

Рис. 8.15. Требования к установке датчиков LCL1

 

Точность измерения не зависит от давления, плотности и электрических свойств жидкости. Внешний вид конструкции магнитного погружного зонда се­рии LML показан на рис. 8.16.

 

Рис. 8.16. Внешний вид магнитного погружного зонда серии LML для сигнализации о предель­ных значениях уровня

Рис. 8.17. Требования к установке датчиков LCL2

 

8.1.7. Гидростатический метод определения предельного уровня

Гидростатический метод подходит для определения уровня любых жидко­стей. Здесь непосредственно используется давление, оказываемое жидкостью на дно резервуара. Давление столба жидкости воздействует на мембранный чувстви­тельный элемент. Как только давление достигает значения, соответствующего ус­тановленному значению уровня, срабатывает переключающее коммутационное устройство. Когда уровень жидкости и, соответственно, давление понизится, мембранный чувствительный элемент возвращается в первоначальное состояние.

Рис. 8.18. Внешний вид конструкции гидростатического концевого выключателя HR-0211

 

8.1.8. Радиоизотопные сигнализаторы уровня

Принцип действия радиоизотопных сигнализаторов уровня (гамма-реле) ос­нован на ослаблении контролируемым материалом в бункере просвечивающем его у-излучением.

Гамма-реле РРП-3 применяются для контроля предельных уровней шихты в бункерах коксохимического, агломерационного и др. производств. В качестве ис­точников излучения используются радиоактивные изотопы Со 60, Cs 137.

В заключение раздела 8.1 необходимо отметить, что в промышленности ли­дерами среди устройств контроля уровня являются поплавковые датчики из-за своей низкой стоимости, простоты и достаточной надежности, а также вибраци­онные концевые выключатели, отличающиеся более широкими функциональны­ми возможностями.

8.2. Уровнемеры жидкостей и сыпучих материалов

В зависимости от требований, предъявляемых к автоматизации технологиче­ских процессов, применяют различные физические принципы и методы непре­рывного измерения уровня жидкости и сыпучих материалов.

Отечественные и зарубежные фирмы предлагают широкую номенклатуру измерительных устройств и соответствующих средств сопряжения. Предлагаются уровнемеры с унифицированными выходными токовыми сигналами 4-20 мА, с двухпроводными цифровыми коммуникационными промышленными интерфей­сами, такими как HART, PROFIBUS-PA и Foundation Fieldbus, их модификации для установки во взрывоопасных зонах.

8.2.1. Гидростатический метод измерения уровня

Данный метод измерения основан на определении гидростатического давле­ния, оказываемого жидкостью на дно резервуара. Величина гидростатического давления на дно резервуара (Р) зависит от высоты столба жидкости над измери­тельным прибором (h) и от плотности жидкости (р):

Р = pgh,

соответственно

h = P/pg,

где g = 9,81 м/с².

Пьезорезистивный тензодатчик (или емкостный керамический измеритель­ный преобразователь) связан с измеряемой жидкостью через изолирующую мем­брану из нержавеющей стали и вещество, усредняющее давление. Выходной сиг­нал тензодатчика преобразуется в сигнал, соответствующий уровню жидкости.

Пена, отложения, изменения электрических свойств жидкости и форма ре­зервуара не оказывают влияния на результат измерения при реализации гидроста­тического метода.

Рассмотрим гидростатические средства контроля уровня на примерах датчи­ков Метран-100-ДГ и изделий фирмы Pepperl+Fuchs, которая в настоящее время предлагает измерительные зонды серии LGC и ряд датчиков гидростатического давления под общей торговой маркой Barcon (РРС-М20, LHC-M20, РРС-М10, LHC-M40).

Датчики давления Метран-100-ДГ предназначены для использования в сис­темах контроля и регулирования уровня нейтральных и агрессивных сред, а также высоковязких и шлакосодержащих жидкостей и обеспечивают непрерывное пре­образование значения гидростатического давления среды в унифицированный то­ковый сигнал или цифровой сигнал на базе HART-протокола.

Схемы установки датчиков приведены на рис. 8.19 - 8.21.

Рис. 8.19. Схема установки датчиков Мегран-100-ДГ при измерении гидростатического давле­ния в открытом резервуаре

 

 

Рис. 8.20. Схема установки датчиков Мегран-100-ДГ при измерении гидростатического давле­ния в резервуаре под давлением

 

Рис. 8.21. Схема установки датчиков Метран-100-ДГ

 

 

Рис. 8.22. Гидростатические зонды серии LGC

Модели со встроенным термопреобразователем сопротивления из платины Р 100 одновременно определяют температуру в месте установки датчика. Соответ­ствующий преобразователь трансформирует сигнал термопреобразователя сопро­тивления в унифицированный токовый сигнал 4-20 мА.

Керамический измерительный элемент зонда является "сухим", т. е. давление воздействует непосредственно на прочную керамическую диафрагму датчика и вызывает ее перемещение максимум на 0,005 мм. Влияние атмосферного давле­ния, действующего на поверхность жидкости, устраняется посредством его при­ложения через специальную трубку для компенсации давления к задней стороне керамической диафрагмы (рис. 8.23).

Изменения емкости, вызванные перемещением диафрагмы под действием давления, выявляет керамический измерительный элемент. Электронная часть датчика преобразовывает их в сигналы, пропорциональные текущим значениям давления, которое связано линейной зависимостью с величиной уровня измеряе­мой среды.

Зонды уровня серии LGC (рис. 8.22) являются датчиками гидростатического давления для измерения уровня воды.

Широко используемые в металлургии датчики гидростатического давления серии Вагсоп позволяют строить надежные измерительные системы, отличаю­щиеся разнообразными гибкими возможностями. Основным элементом этих дат­чиков является первичный измерительный преобразователь. Керамические или металлические мембранные преобразователи (рис. 8.24), разнообразные способы монтажа на резервуары, многочисленные варианты конструкции корпусов датчи­
ков, выполненных из разных материалов, обеспечивают многообразие изделий серии Вагсоп.

Рис. 8.23. Физические принципы функционирования гидростатической измерительной систе­мы: h - высота уровня жидкости; р - общее давление (гидростатическое + атмосферное); р - плотность измеряемой среды; g - ускорение свободного падения; Рь - гидростатическое давле­ние; Ра - атмосферное давление

 

 

Рис. 8.24. Мембранные преобразователи датчиков Вагсоп

Для данных устройств могут быть реализованы различные способы электри­ческих подключений, в том числе на базе сетевых протоколов PROFIBUS-PA или HART. Все это позволяет создавать специальные измерительные приборы для решения конкретных задач. Варианты установки датчиков гидростатического давления LHC показаны на рис. 8.25.

Рис. 8.25. Примеры вариантов установки датчиков гидростатического давления серии LHC Измерительный преобразователь оснащен местным дисплеем (рис. 8.26).

 

 

 

Рис. 8.26. Датчик LHC-M40 серии Вагсоп с местным дисплеем

Разнообразие моделей серии Вагсоп представлено в табл. 8.1.

Таблица 8.1. Технические характеристики датчиков давления серии Вагсоп     Модель РРС-М20 LHC-M20 РРС-М10 LHC-M40       Be®; tf Й lH Ё^Кт^тЯЩ с > Диапазон измерения Датчики с керамическим измерительным Датчики с металлическим измерительным     элементом 100 мбар...40 бар элементом 1 бар...400 бар   Корпус Алюминиевый или из нержавеющей стали без дисплея (сплошная оболочка) и с диспле­     ем (оболочка со стеклянной вставкой)   Способ крепежа Резьбовые соедине- Нерезьбовые соеди- Резьбовые соедине- Соединения для     ния: нения: ния: условий повышен-     G Уг" • в соответствии с • G Уг" (монтаж ного давления.     Уг" NPT санитароно- "заподлицо") • фланцы по     М20 х 1,5 гигиеническими • G Уг" (монтаж DIN/ANSI/JIS     нормами и тре­ "утопленный" с • фланцы удли-     бованиями герметизирую- ненные     • фланцы по щей мембраной) • резьбовые со-     DIN/ANSI/JIS • Уг" NPT единители   Электронная часть Аналоговая (унифицированный токовый сигнал 4...20 мА)     SMART (интеллектуальный датчик) с выходом 4...20 mA/HART     PROFIBUS-PA   Сертификаты A1EX 100 ЕЕх la, FM, CSA, для установки в зонах классов 21 и 22, ЗА, EHEDG

 

8.2.2. Измерение уровня жидкостей в резервуарах с помощью дифманометров

Дифманометрические системы измерения уровня (разновидность гидроста­тических) основаны на измерении перепада давления, обусловленного разностью высот столбов жидкости в резервуаре, в котором производят измерение, и в урав­нительном сосуде с постоянным уровнем жидкости.

Уравнительный сосуд и соединительные линии к дифманометру заполняются жидкостью, уровень которой измеряется. Поскольку жидкость, уровень которой необходимо измерять, может находиться под атмосферным, вакуумметрическим или избыточным давлением, то это необходимо учитывать при выборе типа и мо­дели дифманометра, так как они выпускаются на различное предельно допускае­мое рабочее избыточное давление. Предельный номинальный перепад давления дифманометра выбирают в зависимости от диапазона измерения уровня.

На рис. 8.27 приведены схемы соединительных линий при измерении уровня жидкости дифманометрами.

Рис. 8.27. Схемы дифманометрических систем измерения уровня жидкости: 1 - дифманометр (Сапфир-22ДГ, Метран-ЮОДГ); 2 - запорный вентиль; 3 - резервуар; 4 - уравнительный сосуд; 5 - штуцер для контроля; 6 - продувочный вентиль; 7 - уравнительный вентиль; 8 - раздели­тельный сосуд; 9 - газосборник; 10 - отстойник.

 

8.2.3. Методы определения уровня по времени прохождения сигнала

Методы, основанные на измерении времени прохождения сигнала, исполь­зуют принцип эхолота и подразделяются на две основные группы: ультразвуко­вые (УЗК) и методы направленного электромагнитного излучения.

Рис. 8.28. Схема ультразвукового уровнемера

При известной скорости распространения импульса и измеренном временном интервале можно вычислить расстояние, пройденное импульсом. Необходимо учитывать, что импульс проходит расстояние между излучателем и поверхностью контролируемой среды дважды. В табл. 8.2 приведены значения времени прохож­дения ультразвуковым сигналом и электромагнитной волной некоторых расстоя­ний в воздушной среде при нормальных условиях (двойное расстояние уже учте­но); эти данные помогают учесть инерционность УЗК-метода в некоторых приме­нениях.

Таблица 8.2. Время прохождения различных расстояний ультра­звуковым сигналом и электромагнитной волной Расстояние, м Время прохождения ультразвуковой сигнал электромагнитная волна од 0,6 мс 0,7 не 0,2 1,2 мс 1,3 не 0,5 3 мс 3,3 не   6 мс 6,6 НС   12 мс 13,3 не   30 мс 33,3 не   60 мс 66,6 НС

 

В простейшем и наиболее распространенном случае, когда УЗК-датчик рас­положен в верхней точке резервуара, уровень среды вычисляется как разность между высотой резервуара и расстоянием между датчиком и поверхностью сре­ды. Это расстояние вычисляется по измеренному времени, которое необходимо ультразвуковому импульсу для прохождения пути от датчика до поверхности контролируемой среды и обратно (рис. 8.28).

Время распространения ультразвуковых колебаний определяется выражени­ем

t = 2(Н - h)/v,

где Н - расстояние от датчика до нулевого уровня; h - высота уровня жидкости или сыпучего материала; v - скорость распространения ультразвука в газовой среде.

Схема уровнемера ЗОНД отечественного производства приведена на рис.

8.29.

 

Рис. 8.29. Схема акустического уровнемера ЗОНД

Зондирующий генератор вырабатывает электрические импульсы, преобра­зуемые с помощью акустического преобразователя (АП) в ультразвуковые. Отра­женные от поверхности уровня зондирующие сигналы воспринимаются тем же АП.

Для исключения влияния на показания прибора помех (температуры, влаж­ности, состава газовой среды и др.) введен эталонный канал (эталонная база в акустическом тракте для измерения скорости ультразвука). Микропроцессор вы­числяет местоположение эталонного и информационного сигналов на временной оси и проводит масштабирование измеряемого интервала времени.

Основой преобразователя АП является пьезокерамический вибратор, рабо­тающий в режиме изгибных колебаний с рабочими частотами 12-20 кГц.

Ультразвуковые датчики серии LUC4 (Pepperl + Fuchs) разработаны для из­мерения уровня как жидкостей, так и сыпучих материалов. Тефлоновое покрытие корпуса датчика позволяет применять его с коррозионными жидкостями.

 

Рис. 8.30. Внешний вид УЗК-датчика LUC4T

Рис, 8.31. Установка и подключение УЗК-датчиков серии LUC-T

На рис. 8.31 показан способы установки и подключения УЗК-датчиков серии LUC-T. Датчики совместимы с протоколами сетей HART и PROFIBUS-PA и мо­гут конфигурироваться посредством программного обеспечения PACTware (Proc­ess Automation Configuration Tool) фирмы Pepperl + Fuchs.

В радарных (Radio Detection And Ranging) уровнемерах импульсного типа используется метод определения расстояния, основанный на непосредственном измерении времени прохождения СВЧ-импульса от излучателя до контролируе­мой поверхности и обратно.

Время прохождения сигналом дистанции в несколько метров составляет еди­ницы наносекунд. Для обеспечения измерения столь малых значений с требуемой точностью повторяющиеся импульсы наносекундного диапазона длительностей излучаются с интервалом 1 мкс. Кроме того, обычно используется преобразова­ние СВЧ-сигнала в сигнал промежуточной частоты ультразвукового диапазона. Так, например, в радарных уровнемерах фирмы Endress + Hauser с несущей час­тотой 6,3 ГГц промежуточная частота равна 70 кГц, а частота повторения им­пульсов с 3,6 МГц уменьшается до 44 Гц. После такого преобразования к обра­ботке сигналов радарного уровнемера могут быть легко применимы методы и ал­горитмы, используемые в ультразвуковых приборах контроля уровня.

Одним из самых важных элементов радарного уровнемера является его ан­тенная система. Именно от антенны зависит, какая часть излученного сигнала достигнет поверхности контролируемого материала и какая часть отраженного сигнала будет принята и передана на вход электронного блока для последующей обработки.

Рис. 8.32. Радарные уровнемеры Siemens Milltronics с рупорной и стержневой антеннами

 

В радарных системах контроля уровня преимущественно используются ан­тенны пяти типов: рупорная; стержневая; трубчатая; параболическая; планарная.

Рупорная и стержневая антенны (рис. 8.32) наиболее широко используются в составе приборов, предназначенных для контроля уровня в технологических ус­тановках.

Трубчатые антенны (рис. 8.33) применяются в тех случаях, когда выполнение измерения посредством рупорной или стержневой антенны связано с очень боль­шими трудностями или просто невозможно, например, при наличии пены, силь­ного испарения или высокой турбулентности контролируемой жидкости.

 

Рис. 8.33. Радарный уровнемер Siemens с трубчатой антенной

Параболические и планарные антенны (рис. 8.34, 8.35) используются исклю­чительно в составе систем коммерческого учета нефтепродуктов.

Электронный блок радарного уровнемера составляет единое целое с антен­ной системой вследствие особенностей используемого принципа действия. Блок отвечает как за формирование зондирующего сигнала, так и за обработку приня­того эхо-сигнала. Измерительная информация (расстояние, уровень, объем и т.п.) может либо просто отображаться на встроенном индикаторе, либо выдаваться во­вне с помощью различных аналоговых и цифровых интерфейсов. В простейшем случае применяется стандартная токовая петля 4-20 мА с 2- или 3-проводной схемой подключения. В последнее время в таких приборах обычно имеется под­держка HART-протокола, который используется, в частности, для удаленной на­стройки измерительной системы.

Рис. 8.34. Радарный уровнемер Endress + Hauser с параболической антенной

 

 

 

Рис. 8.35. Радарный уровнемер Endress + Hauser с планарной антенной _

В системах с направленным электромагнитным излучением импульсы рас­пространяются не в пределах границ диаграммы направленности, а локализованы вдоль стержня или троса датчика, играющего роль волновода (рис. 8.36).

Из-за чрезвычайно низкой мощности и направленности излучения импульсов микроволны не рассеиваются в пространстве, поэтому применение этих уст­ройств не требует согласований с комитетами по радиочастотам. Благодаря низ­кому энергопотреблению достаточно двухпроводной системы подключения мик­роволнового датчика с питанием через информационный канал. В силу этой же причины датчики являются взрывобезопасными, что позволяет устанавливать их во взрывоопасных зонах.

 

Рис. 8.36. Принцип измерения методом направленного электромагнитного излучения

*

8.2.4. Магнитные погружные зонды для непрерывного измерения уровня

Основные принципы методов непрерывного измерения уровня, основанных на использовании магнитных погружных зондов, рассмотрим на примере работы иммерсионного зонда LMC (Pepperl + Fuchs).

Постоянный магнит смонтированный на поплавке зонда, вызывает срабаты­вание герметизированных магнитоуправляемых контактов, установленных на на­правляющей трубе (рис. 8.37). При срабатывании контакты включаются между последовательно включенными резисторами внутри направляющей трубы; таким образом при перемещениях поплавка общее значение сопротивления изменяется квазинепрерывно, в зависимости от разрешающей способности зонда.

Точность измерения не зависит от электрических свойств среды, а также от давления, температуры и плотности.

 

Рис. 8.37. Внешний вид магнитного погружного зонда для непрерывного измерения уровня LMC

8.2.5. Методы измерения уровня жидкого металла

В сталеплавильном производстве необходимо измерение уровня жидкого ме­талла. В машине непрерывного литья заготовок (MHJI3), например, его уровень измеряется в кристаллизаторе. Наибольшее распространение получили бескон­тактные способы измерения. Один из них основан на определении изменения ин­тенсивности у-излучения, просвечивающего кристаллизатор с жидким металлом.

Поток у-излучения от источника, расположенного с одной стороны кристал­лизатора, проходит через его стенки, жидкий металл и попадает в приемник излу­чения с другой стороны. Интенсивность воспринимаемого преемником у- излучения зависит от уровня металла: чем выше уровень, тем сильнее ослабляет­ся поток у-квантов. В таких уровнемерах диапазон измерения уровня составляет О -180 мм при точности измерения ±5 мм.

Рассмотрим систему контроля уровня жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ фирмы Rohah (США, рис. 8.38).

В качестве источников излучения используются радиоактивные изотопы Cs 137, установленные внутри стержня в специальном колодце кристаллизатора или в капсулах (Point Source Holder).

Такая конфигурация излучателей, а также применение ультрачувствительно­го сцинтилляционного индикатора (детектора) фирмы Rohah позволяют произво­дить точное измерение уровня металла в кристаллизаторе.

При попадании квантов у-излучения в активную зону детектора сциптилля- ционный счетчик генерирует световые импульсы, которые улавливаются фотоум­ножителем, преобразуются в электрические сигналы, усиливаются и направляют­ся в микропроцессор, где производится их обработка.

 

 

Рис. 8.38. Системная конфигурация

 

Во втором способе измерения уровня металла в кристаллизаторе использует­ся датчик индукционного типа ДУМ (ТЕХНОАП). Измеряемый диапазон - 20 - 120 мм от верхнего края кристаллизатора, точность - ±1 мм.

Устройство ДУМ размещается на защитной плите кристаллизатора таким об­разом, чтобы чувствительный элемент находился над жидким металлом на рас­стоянии 35 ± 5 мм от его уровня.

 

 

Рис. 8.39. Схема чувствительного элемента ДУМ

 

Рис. 8.40. Функциональная структурная схема системы регулирования уровня металла в кри­сталлизаторе MHJI3. Здесь: 1 - датчик уровня жидкого металла в кристаллизаторе; 2 - усили­тельно-преобразовательный блок; 3 - электропривод; 4 - блок силовой электроники; 5 - калиб­ратор уровня металла; 6 - датчик положения кристаллизатора; 7 - пульт разливщика; 8 - сталь в ковше; 9 - шиберный затвор; 10 - стопор; 11 - промежуточный ковш; 12 - кристаллизатор; 13 - стакан

Чувствительный элемент датчика (рис. 8.39) содержит обмотку возбуждения 1 и сигнальные обмотки 2, укрепленные на керамическом каркасе 3. Переменное магнитное поле частотой 400 Гц генерирует вихревые токи в поверхностных сло­ях металла. Наводимые вихревые токи имеют собственное магнитное поле, кото­рое ослабляет поле в сигнальной обмотке, вызывая изменение тока.

На рис. 8.40 представлена функциональная структурная схема системы регу­лирования уровня металла в кристаллизаторе MHJI3.

8.2.6. Весовое измерение уровня

Измерение уровня сыпучего материала в бункерах может производиться пу­тем взвешивания. В качестве первичных преобразователей используются силоиз- мерительные датчики (тензопреобразователи, магнитоупругие преобразователи), которые устанавливаются под опоры бункера.

Принцип действия магнитоупругих преобразователей основан на изменении магнитной проницаемости сердечника преобразователя при упругой механиче­ской деформации. Магнитоупругие преобразователи могут работать как перемен­ные индуктивные сопротивления, величина которых определяется приложенным к сердечнику механическим усилием, и как трансформаторные преобразователи с переменной взаимной индуктивностью между обмотками.

В качестве измерительной схемы (рис. 8.41) используется неуравновешенный мост, где Ri и R2 - постоянные резисторы плеч моста; РПМ - рабочий магнитоуп- ругий преобразователь; КМП - компенсационный магнитоупругий преобразова­тель; Ro - резистор для установки указателя вторичного прибора на начальную отметку. В реальном весовом уровнемере в плече РМП моста находятся три- четыре последовательно соединенных магнитоупругих преобразователя.

Модульные системы SIWAREX М используются в качестве устройств изме­рения и управления уровнем материалов в различных емкостях. В базовой конфи­гурации модуль выполняет такие важные функции как: установка на ноль и тари­ровка весов; автоматический контроль нулевой точки; генерация сообщений о стабилизации положения весов; контроль граничных значений; управление регу­лирующими органами; контроль точности заданного уровня.

Рис. 8.41. Измерительная схема весового уровнемера

 

 

Рис. 8.42. Функции модуля SIWAREX М

 

 

Рис. 8.43. Конфигурация системы контроля и управления уровнем

Глава 9. Измерение концентрации веществ 9.1. Методы и средства измерений состава газов

В технологических процессах металлургического производства контролиру­ется концентрация различных газов: горючие газы, продукты сгорания, защитные атмосферы, газы технологических процессов, вредные и взрывоопасные примеси и т.д.

Контроль состава газов в ряде случаев дает возможность судить о правильно­сти протекания технологического процесса. Например, по составу колошникового газа в доменной печи ведется процесс плавки; скорость окисления углерода в жидкой ванне, характеризующая ход конвертерной плавки, определяется на осно­ве анализа газов на содержание СО и СО2; непрерывный контроль топочного ре­жима в эксплуатационных условиях на современных ТЭС осуществляется с по­мощью автоматических газоанализаторов по содержанию в продуктах горения (дымовых газах) О2 и т.д.

Промышленный газоанализатор, как правило, состоит из устройства пробо- подготовки, приемника и измерительного прибора.

Устройство пробоподготовки предназначено для отбора пробы анализируе­мой газовой смеси от технологического объекта, очистки пробы от агрессивных и механических примесей, приведения ее параметров (температуры, давления и т.п.) к значениям, нормированным для параметров пробы на входе приемника га­зоанализатора.

Приемник газоанализатора предназначен для формирования выходных уни­фицированных сигналов, значение которых эквивалентно содержанию (концен­трации) измеряемого компонента в газовой смеси.

В качестве измерительного устройства, как правило, используются стандарт­ные измерительные приборы.

9.1.1. Газоанализаторы термокондуктометрические

В основу работы термокондуктометрических газоанализаторов положен ме­тод, использующий зависимость электрического сопротивления проводника, по­мещенного в камеру с анализируемой газовой смесью и нагреваемого током, от теплопроводности окружающей терморезистор смеси. Газоанализаторы приме­няются для определения процентного содержания какого-либо одного компонен­та: двуокиси углерода (СО2), водорода (Н₂), аммиака (NH3), гелия (Не), хлора (СЬ) и других газов, имеющих резко отличные коэффициенты теплопроводности по сравнению с другими компонентами смеси. Анализ многокомпонентной газовой смеси по ее теплопроводности можно производить при условии, что все компо­ненты газовой смеси, кроме определяемого, имеют одинаковую теплопровод­ность. Если в газовой смеси имеются компоненты, которые могут исказить ре­зультаты анализа, то тем или иным способом устраняют их влияние. Например, при определении СО2 в продуктах горения, содержащих водород, необходимо пе­ред впуском газа в приемный преобразователь газоанализатора дожигать Н2 в специальной печи.

Температура и влажность отбираемой пробы газовой смеси могут колебаться в достаточно широких пределах. Поэтому для уменьшения влияния переменного состава водяных паров на результаты анализа, а также для снижения температуры и влажности пробу газовой смеси охлаждают до определенной температуры с по­мощью водяного холодильника. Это позволяет стабилизировать температуру и влажность газовой смеси, поступающей в приемный преобразователь газоанали­затора.

Принципиальная схема газоанализатора на СО2 и Нг приведена на рис. 9.1.

 

Рис. 9.1. Принципиальная измерительная мостовая схема термокондуктометрического газоана­лизатора

Газоанализатор состоит из приемного преобразователя с мостовой измери­тельной схемой, линии связи, вторичного измерительного прибора. Плечи моста приемного преобразователя R₂ и R4, являющиеся рабочими чувствительными элементами, изготовлены из тонкой платиновой проволоки (обычно диаметром 0,02-0,04 мм и сопротивлением 10 или 40 Ом) и помещены в измерительные ка­меры, через которые протекает анализируемая газовая смесь. Два других плеча моста R] и R3, выполненные также из платиновой проволоки, представляют собой чувствительные элементы, помещенные в герметически закрытые камеры, запол­ненные сравнительным газом.

При омываиии чувствительных элементов R2 и R4 анализируемым газом, со­держащим СО2, изменяются условия теплоотдачи от чувствительных элементов R₂ и R4 к стенкам камер вследствие того, что теплопроводность анализируемого газа благодаря наличию СО2 иная, чем сравнительного газа. В силу этого темпе­ратура чувствительных элементов R₂ и R4 возрастает, а следовательно, увеличи­вается их сопротивление. При этом на вершинах в диагонали моста из-за наруше­ния электрического равновесия схемы возникает напряжение. Это напряжение является функцией сопротивления чувствительных элементов R2 и R4 или, иначе говоря, функцией объемного процентного содержания СО2 в анализируемой газо­вой смеси.

Пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов, выполнен­ных по схеме 9.1, для определения СО2 в газовой смеси не превышает 2-2,5% диапазона измерения.

Рассмотрим компенсационно-мостовую измерительную схему газоанализа­тора, предназначенного для измерения объемной концентрации СО2 в продуктах горения или Н2 в системах водородного охлаждения турбогенераторов типа ТП2220 (ТП1120).

Рис. 9.2. Принципиальная компенсационная измерительная схема термокондуктометрического газоанализатора на СО2 или Нг

 

Приемный преобразователь газоанализатора состоит из двух измерительных мостов: рабочего РМ и сравнительного СМ (рис. 9.2). Мосты преобразователя пи­таются переменным током напряжением 6,5 В от двух вторичных обмоток транс­форматора Тр, подключенного к стабилизатору, питаемому от сети. В качестве вторичного прибора используется прибор типа автоматического уравновешенного моста, снабженного реохордом R_Hp.

Реохорд вторичного прибора включен в измерительную диагональ сравни­тельного моста преобразователя. К токоотводу реохорда и к нижней вершине ра­бочего моста преобразователя подключен вход электронного усилителя.

Чувствительные элементы рабочего моста R2 и R4 находятся в измеритель­ных камерах и омываются анализируемой газовой смесью. В газоанализаторах типа ТП2220, предназначенных для определения СО2, чувствительные элементы рабочего моста Ri и R₂ помещены в закрытые камеры, заполненные воздухом. Чувствительные элементы сравнительного моста R6 и R7 находятся в закрытых камерах, заполненных газовой смесью (воздух + 20% СО2), соответствующей ко­нечному значению шкалы. Два других чувствительных элемента сравнительного моста (R5, R7) находятся также в закрытых камерах, заполненных воздухом, что соответствует начальному значению шкалы. Резисторы R₉ и Ri₀ предназначены для установки тока питания рабочего и сравнительного мостов при градуировке газоанализаторов. Резистор Ro служит для корректировки нуля газоанализатора, когда чувствительные элементы рабочего моста R2 и R4 омываются воздухом.

При равновесии измерительной схемы преобразователя напряжение на вер­шинах рабочего моста ab уравновешивается частью напряжения, снимаемого с реохорда выше движка. В этом случае напряжение на входе усилителя практиче­ски равно нулю. При измерении концентрации СО2 в газовой смеси напряжение на вершинах рабочего моста изменится и на входе усилителя появляется напря­жение разбаланса, которое усиливается усилителем до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя. Выходной вал реверсивного двигателя через систему кинематической передачи воздействует на движок рео­хорда, изменяя компенсирующее напряжение на верхнем участке реохорда до тех пор, пока оно не уравновесит напряжение на вершинах рабочего моста и_аь- одно­временно валом реверсивного двигателя приводят в действие каретку с указате­лем и пером, фиксируя значение измеряемой концентрации СО2 в анализируемой газовой смеси.

Условию равновесия измерительной схемы отвечает выражение

U_ab = mUp,

где m - отношение длины участка реохорда выше движка к полной его длине; U_p- падение напряжения на рабочей длине реохорда.

Газоанализаторы типа ТП1120, применяемые для определения Нг в системе водородного охлаждения турбогенераторов, имеют шкалу 80-100 % Нг. У этих га­зоанализаторов измерительные камеры рабочего моста с чувствительными эле­ментами Ri и R₃ заполнены газовой смесью (80% Н2 + 20% воздуха), соответст­вующей начальному значению шкалы. Камеры чувствительных элементов в срав­нительном мосте (R6