Рисунок 17 - информационно-измерительная система.

Диапазон выходного сигнала аналогового выхода устанавливается программно. По умолчанию установлен диапазон 4-20 мА.

Коммуникационный протокол HART поддерживается на аналоговом выходе 4-20 мА дополнительной дочерней платы. Для связи с датчиком можно использовать стандартный портативный HART-коммуникатор модели 275 или персональный компьютер, оборудованный HART-модемом.

Частота излучения.

Частота излучения - важнейший параметр радарного уровнемера, определяющий его потенциальные возможности. По влиянию на характеристики радарного уровнемера его частоты излучения можно привести аналогию с влиянием объема двигателя внутреннего сгорания автомобиля на его характеристики - чем больше объем, тем потенциально выше его мощность, развиваемый момент и соответственно выше динамические и скоростные характеристики автомобиля.

Аналогичная ситуация с частотой излучения радарного уровнемера. Эти уровнемеры имеют разные антенны, обладают конструктивными особенностями, используют разные методы обработки сигналов, но для всех справедливо функциональное правило: размеры антенны, ширина измерительного луча и частота излучения жестко связаны.

Где -ширина луча, ; f-частота излучения (ГГц).

То есть, чем выше частота излучения, тем меньшие размеры антенны требуются для формирования радиолуча одинаковой ширины.

Установка уровнемера.

Существуют схемы радиолокационных (радарных) уровнемеров, в которых локация осуществляется через стенку рабочей емкости. Применительно к металлургическому производству таким образом можно контролировать границу раздела шлак -- металл либо осуществлять непрерывное измерение уровня (существующие приборы имеют диапазон измерения до 200 мм).

Рисунок 18 - Схема радиолокационного (радарного) уровнемера для контроля уровни жидких металлов: 1 -- генератор; 2 -- рупор; 3 -- детектор; 4 -- вторичный преобразователь; 5 -- стенка; 6 -- футеровочный материал

В качестве излучателя радиоволн, генерируемых генератором 1, используется рупор 2, высота раскрытия которого равна диапазону измерения. Изменение уровня среды по высоте рупора приводит к изменению прошедшей и отраженной высокочастотной энергии, вследствие чего изменяется сигнал на детекторе 3 и вторичном преобразователе 4. Для использования этого метода измерения в металлические стенки 5 вставляются рупорные излучатели 2. Внутренний футерованный материал 6 является радиопрозрачным.

разливка сталь стенд ковш

6. Методика поверки радарного датчика VEGAPULS 62

Средства поверки.

При проведении поверки применяют следующие основные средства поверки:

- установки уровнемерные с абсолютной погрешностью не более ±1,5 мм;

- рулетки измерительные по ГОСТ 7502 с диапазоном измерений 1…50 м, компарированные на пределы абсолютной погрешности измерений ±1,5 мм;

- калибраторы постоянного напряжения и тока.

В качестве вспомогательного средства поверки применяют отражательный диск из металла (дюраль, сталь, латунь), имитирующий положение уровня контролируемой среды, диаметром не менее 1000 мм.

Все эталонные средства и приборы должны быть проверены органами Государственной метрологической службы и иметь действующие свидетельства о поверке.

Соотношение пределов допускаемых погрешностей эталонного и поверяемого средств измерений должно быть не менее 1:3.

Условия поверки.

При проведении поверки соблюдают следующие условия:

- температура окружающего воздуха 20±5^оС;

- атмосферное давление 101,32 кПа;

- напряжение питания постоянного тока 24 В или переменного 220 В частотой 50 ± 1 Гц;

- вибрация, источники магнитных и электрических полей, влияющих на работу уровнемера, отсутствуют.

Проведение поверки.

1. Внешний осмотр.

При внешнем осмотре проверяют:

- отсутствие механических повреждений на уровнемере, препятствующих его применению;

- соответствие паспортной таблички уровнемера требованиям эксплуатационной документации;

- соответствие комплектности уровнемера, указанной в документации.

Уровнемер не прошедший внешний осмотр к поверке не допускают.

2. Опробование.

Опробуют уровнемер:

- при первичной поверке на фирме-изготовителе согласно программе автоматической поверке уровнемера;

- при первичной поверке в органах Государственной метрологической службы на поверочной установке согласно технической документации на установку и уровнемер;

- при периодической поверке убеждаются, что при изменении уровня жидкости (при поверке на образцовой уровнемерной установке) или при перемещении отражательного диска относительно фланца прибора показания уровнемера изменяются;

3. Определение метрологических характеристик.

- при первичной поверке на фирме-изготовителе согласно программе автоматической поверке уровнемера;

- при первичной поверке на образцовой уровнемерной установке согласно технической документации на установку;

- при периодической поверке имитационным методом определение основной абсолютной погрешности уровнемера проводят путем сравнения его показаний (дистанции до поверхности) L_y со значением поверяемой отметки - измеренным рулеткой расстоянием от нижней поверхности фланца до отражательного диска L_n.

Измерение производят при трех различных значениях расстояний (в двух крайних и в среднем) с отклонением ±5%.

При использовании калибратора постоянного тока и напряжения для измерения выходного токового сигнала уровнемера, значение измеряемого уровнемером расстояния вычисляется по формуле:

_, (2)

где I - значение токового выходного сигнала с уровнемера, мА; I₀ - значение токового выходного сигнала с уровнемера, соответствующее минимальному значению уровня жидкости в резервуаре, мА; I_max - значение токового выходного сигнала с уровнемера, соответствующее максимальному значению уровня жидкости в резервуаре, мА; D - диапазон изменений уровня, мм, равный L_F - L_E. При этом L_F значение уровня, соответствующее максимальному заполнению резервуара, L_E минимальному заполнению резервуара.

Определяют значение абсолютной погрешности уровнемера д_{y абс} по формуле:

, (3)

где L_у - значения расстояний, измеренные уровнемером, мм; L_n - значения расстояний, измеренные рулеткой, мм.

Результаты поверки считаются положительными, если основная абсолютная погрешность измерений уровня в каждой точке поверки не превышает ±5 мм.

Заключение

Измерение уровня жидкого металла в промежуточном ковше затруднено высокой температурой технологического процесса. Из всех перечисленных в данной курсовой работе методов, с помощью которых возможно измерение уровня жидкого металла, наиболее предпочтительным является радиоволновый метод измерения уровня. Уровнемеры радарного типа являются невосприимчивыми к высокому давлению и высокой температуре технологического процесса, испарениям и неравномерности поверхности измеряемой среды.

Применение радарного датчика VEGAPULS с высокотемпературной рупорной антенной 6” обеспечивает измерение уровня жидкого металла с точностью ±5 мм. Датчик VEGAPULS имеет как аналоговый выходной сигнал 4-20 мА для подключения к аналоговому прибору, так и цифровой выходной сигнал HART, с помощью которого возможно подключение датчика к HART-коммуникатору или персональному компьютеру.

Литература

1. Дюдкин. Д.А., Кисиленко В. В., Смирнов А. Н. Производство стали. Том 4. Непрерывная разливка металла. - М.: «Теплотехник», 2009. - 528 с.

2. Чистофорова Н.В., Колмогоров А. Г. Технические измерения и приборы. Часть 1. Измерение теплоэнергетических параметров: Учебное пособие для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств». - Ангарск, АГТА, 2008. - 200 с.

3. Интернет ресурс http://www.vega-rus.ru

4. Интернет поисковик Google.

Размещено на Allbest.ru