2.5. Приборы для измерения состава веществ

Для контроля химического состава газов и жидких сред широкий спектр приборов. Особое место занимают газоанализаторы на О₂.

Магнитные газоанализаторы на О₂ используют парамагнитные свойства кислорода, который обладает наибольшей магнитной восприимчивостью. При этом используется явление термомагнитной конвекции, которая возникает в неравномерном магнитном поле около нагретого тела. Движение газа влияет на теплоотдачу нагревательного элемента и его сопротивление. Газоанализатор ГТМК-16 имеет пределы от 0-1% до 0-100% с выходным сигналом 0-5ма.

Для определения содержания кислорода в газовой смеси из топочного газохода используется МН5106-2 со вторичным прибором КСМ2. Выходной сигнал 0-5ма.

Газоанализатор "Оскар" имеет пределы 0-1%....0-40% и выходной сигнал 0-5ма.

Существуют газоанализаторы на Н₂, СО₂, СН₄, He, Ar.. использующие химические, оптические, люминесцентные свойства газов.

Гигрометры используют различные принципы работы и отличаются условиями применения, пределами измерения и погрешностью. Гигрометры ВВ-4, АПВ, ГП-215 и др. имеют выходной токовый сигнал 0-5ма.

Существует множество приборов для определения содержания веществ в растворах: показателя кислотности рН, проводимости, диэлектрической проницаемости, спектров. Это и солемеры, хроматографы и масс-спектрографы составов. Например, РЭС-106 -солемер, предназначенный для измерения солей в насыщенном паре на основе измерения проводимости конденсата.

2.6. Приборы для измерения и контроля массы

Для измерения веса часто используют упругий элемент, преобразующий силовое воздействие в деформацию, по величине которой определяется вес.

Для непосредственного измерения веса используют также магнитоупругие и пьезопреобразователи.

Принцип действия магнитоупругих преобразователей основан на изменении магнитной проницаемости ферромагнитных тел в зависимости от возникающих в них механических напряжений, обусловленных воздействием механических сил направленных на сжатие, растяжение, изгиб. Изменение магнитной проницаемости различных материалов составляет порядка 0.5-3% при изменении давления на 1МПа. Датчик представляет собой сердечник с намотанной на нем катушкой. Изменение магнитной проницаемости сердечника катушки под действием внешней силы вызывает изменение индуктивности, по изменению которой определяется величина воздействия.

Работа пьезоэлектрических датчиков основана на пьезоэлектрическом эффекте, который проявляется в появлении электрических зарядов разных знаков при сжатии/растяжении кристаллов вдоль определенных кристаллических осей. Пьезоэлектрическими свойствами обладают многие кристаллы, например, кварц, турмалин и пьзокерамика (титанат бария). Кристаллы вырезают вдоль определенных осей. Все материалы обладают пьезоэлектрическими свойствами до температурной границы, которая определяется точкой Кюри.

Пьезоэлектрические датчики относятся к датчикам генераторного типа. Генерируемый заряд очень мал и для работы датчика необходим усилитель с большим входным сопротивлением. Для усиления сигнала используется специальная схема, обычно на операционном усилителе с полевыми транзисторами на входе и емкостью в цепи отрицательной обратной связи, называемая усилителем заряда.

Пьезоэлектрические преобразователи используются для измерения силы, давления, ускорения. При измерении давления измеряемое давление действует на мембрану которая воздействует на пьезоэлемент.

Большинство средств измерения массы и автоматических дозаторов имеют специализированное назначение для конкретных технологических процессов. По функциональному признаку можно выделить средства порциальные, транспортные, непрерывного действия. Рассмотрим некоторые устройства.

Устройство весовое типа 4195Пр предназначено для транспортировки и взвешивания кусковых материалов и преобразования нагрузки в унифицированный сигнал. Оно представляет собой ленточный конвейер , который смонтирован на раме закрепленной шарнирно и опирающейся на силоизмерительный тензорезистивный датчик. Устройство выпускается в 20 модификациях с пределами измерения от 2.5 до 400т/час и имеет выходной сигнал 0-5ма.

Устройства электронно-тензометрические весоизмерительные типа 1858УВТ, 1ЭДВУ предназначены для автоматического взвешивания емкостей и дистанционного дозирования и имеют пределы взвешивания от 0.02 до 120т. В качестве датчика применен тензометрический прибор, собранный по мостовой схеме и имеющий выходной сигнал пропорциональный нагрузке. Погрешность от 0.5%.

Дозаторы непрерывного действия типа 4286ДН, 4273ДН предназначены для непрерывного автоматического весового дозирования сыпучих материалов. Заданный расход массы поддерживается путем непрерывного взвешивания материала на ленте весового транспортера и автоматического регулирования производительности электровибрационного питателя в дозаторе 4286ДН и скорости движения ленты в дозаторе 4273ДН. Принцип взвешивания - использование тензометрического датчика. Выходной сигнал 0-5ма. Максимальная производительность от 1 до 1000т/час.

Дозаторы весовые 4310Д, 4312Д предназначены для взвешивания и дискретного дозирования шихты. В них также используется тензорезистивный датчик и электровибрационный питатель. Измерение от 0.05 до 2т.

Большую номенклатуру датчиков и нормирующих преобразователей с электрическим выходным сигналом, в том числе и показывающих, предлагает фирма Scaime.