/^.< (,(.H-t-^-

? МЕТОДИКА ОПИСАНИЯ ?.1 Назначение

Гидроэлектрический преобразователь плотности относится к технике авто­матических измерений и может использоваться на предприятиях химической, нефтехимической промышленность. В частности, для контроля плотности при производстве минеральных удобрений, а также смазочно-охлаждающих жидко-

ife

стей, широко использующихся в машиностроении. JS.2 Конструкция. Принцип действия.

0.2.3 К он стр укция и принцип действия эксперимен­тального стенда. Схема стенда для испытаний гидроэлектрического пре­образователя плотности изображена на рисунке 2.

Рабочая жидкость находится (трансформаторное масло) в гцвфобаке 10. Насос 9 подает рабочую жидкость из гидробака через редукционный клапан 2 в измерительную систему. Редукционный клапан регулирует давление жидкости в гидросистеме. Манометры 14 и 15 фиксируют давление рабочей жидкости на вхо­де и выходе гидроэлектрического преобразователя плотности (ГЭПП). Вентиль 7 стабилизирует поток на входе ГЭПП. Основными элементами ГЭПП являются измерительная камера, поплавок, дифференциально-индуктивный датчик пере­мещений. Изменение тока в обмотке датчика регистрируется амперметром б, отградуированным в единицах плотности. Магнитная ловушка 8 предназначена для предотвращения утечек магнитной жидкости в гидросистему и представляет собой систему электродов «Игла-плоскость», создающая неоднородное электрическое поле. Принцип действия магнитной ловушки основан на возникновении струйных течений с поверхности магнитной жидкости, искаженной неоднородным магнитным полем, под воздействием неоднородного электрического поля. В качестве источника магнитного поля в магнитной ловушке используется соленоид. Источником питания для магнитной ловушки

ид. Источником питания для магнитной ловушки служит высоковольтный усили­тель. Нагревательный элемент 13 служит для изменения температуры рабочей жидкости. Температура контролируется ртутным термометром 12.

Я.2.4 Конструкция и принцип действия гидроэлектри­ческого преобразователя плотности. Гидроэлектрический пре­образователь плотности относится к поплавковым датчикам плотности и предна­значен для измерения плотности жидких нефтепродуктов, в частности, техноло­гических жидкостей, протекающих по горизонтальному трубопроводу.

Основанными элементами ГЭПП являются две трубки из оргстекла 3 (изме­рительная камера), чувствительный элемент (поплавок), дифференциальный ин­дуктивный датчик.

Измерительная камера представляет собой две скрепленные болтами трубки из оргстекла. Наружный диаметр трубок 10мм, внутренний - 5мм. Длина каждой трубки составляет 50мм. Размеры измерительной камеры выбраны такими для уменьшения динамического воздействия потока на поплавок.

Измерительная камера помещена внутрь катушек 5 дифференциального ин­дуктивного датчика перемещения. Использование двух измерительных катушек позволяет увеличить чувствительность датчика вдвое. Помимо этого в дифферен­циальном датчике значительно уменьшается влияние нестабильного питающего напряжения на точность его работы. Для включения датчика используется мосто­вая схема.

---

Для измерительных катушек использован каркас из полистирола, размеры которого составляют: Двн=Пмм, Дн=20мм, толщина каркаса 2мм. Для намотки использован медный провод, толщиной 0,18мм. Размеры катушки: высота намот­ки 4мм, длина обмотки 20мм.

Роль якоря дифференциального индуктивного датчика выполняет чувстви­тельный элемент (поплавок) ГЭПП. Поплавок 1 представляет собой сферическую оболочку из эластичной резины, заполненную магнитной жидкостью. Магнитная жидкость представляет собой коллоидный раствор магнитных частиц, подвер-

женных броуновскому движению, которое препятствует их оседанию. Магнитные моменты частиц взаимодействуют друг с другом. Чтобы частицы не слипались, в жидкую основу вводят поверхностно-активные вещества, образующие на части­цах защитные адсорбционные слои.

В стационарном неоднородном магнитном поле частицы втягиваются в об­ласть более сильного поля /II/. Это перемещение с помощью броуновского дви­жения передается жидкой основе и таким образом происходит силовое взаимо­действие магнитной жидкости и поля, которое используется во многих техниче­ских устройствах. В зависимости от требовании, предъявляемых к техническому устройству, в нем могут применятся магнитные жидкости на различных основах, в качестве жидких основ магнитных жидкостей используются углеводородные основы (керосин, трансформаторные масла, конденсаторное масло, турбинные масла, индустриальные, вазелиновые, вакуумные, нефтяные масла), кремнийорга-нические основы (полиметилсилоксановые, полиэтилсилоксановые, полифенил-метилсилоксановые), фторорганические основы, водная основа.

Концентрация твердых частиц в жидкой основе определяет магнитные свойства магнитной жидкости, определяя главную отличительную характеристи­ку магнитной жидкости-намагниченность. От соотношения твердой и жидкой фаз зависят теплофизические свойства магнитной жидкости.

В ГЭПП используется магнитная жидкость марки Т40 с повышенным со­держанием дисперсной фазы, которая выполняет роль якоря дифференциально-индуктивного датчика благодаря своему составу и свойствам. Для изготовления поплавка используется эластичная резина.

Объем поплавка

Ус.^тп^^/З^З.М^^^^ЗЧО-У, (3) где г-радиус сферы, равный 0,005м.

Количество магнитной жидкости в объеме поплавка

т^сф^м^ЗЧО-^ЦЧО-^ЖЧО-¹³ (4)

Поплавок жестко закреплен по периметру в месте крепления измерительной камеры. При нулевом расходе поплавок расположен симметрично относительно обеих катушек и магнитные сопро тивления для потоков, создаваемых обеими катушками, одинаковы. При подаче контролируемого потока в измерительную камеру происходит деформация поплавка, вследствие чего магнитные сопротив­ления получают противоположные знаки. Индуктивность одной катушки возрас­тает, другой-на туже величину убывает. Вследствие изменений взаимоиндуктив-

---

»k

ности измерительных катушек, вызванных деформацией поплавка при изменении плотности потока, изменяются показания амперметра, отградуированного в еди­ницах плотности.

j^.3 Технические характеристики.

Устройство имеет следующие технические характеристики:

- источник гидравлического питания - насос Ш-5-25, расхода 3,6 мЭ/ч, мас­сой 17 кг, с давлением 4*10⁵ Па; двигатель насоса - асинхронный испол­нительный двигатель 2,2 кВт;

- источник электрического питания - однофазная сеть переменного тока -220 В; 50 Гц;

- мощность, потребляемая от сети - не более 9 Вт;

- давление потока - 0,38-0,46*10⁵ Па;

- диапазон измерения плотности - 862-880 кг/м³;

- габариты - 500х100х120, масса - 2,7 кг;

- диапазон рабочих температур - 20 - 50°С;

• выходной сигнал - постоянный ток- 0,045*10"³ - 0,145*10"³ А.

7.1 Маркетинговые исследования

На сегодняшний день ассортимент приборов для измерения плотности достаточно широк, большинство таких приборов - узкоспециализированного назначения. Практически все они представляют собой компромисс между уни­версальностью, позволяющей одновременно решать несколько задач и относи­тельной простотой, позволяющей при ограниченных функциональных возмож­ностях облегчить массу и габариты прибора и сам процесс измерений, повы­сить надежность устройства. В связи с этим, каждая новая разработка пред­ставляет большой интерес наличием новых схематических и конструктивных решений, что в свою очередь определяет вытеснение из эксплуатации морально и технически стареющих приборов. Поэтому на рынке реализации приборов измерения плотности существует достаточно жесткая конкуренция. Предлагаемый в настоящем проекте прибор характеризуется двумя особенно­стями: мгновенная выдача информации о химических свойствах вещества, предоставление информации в цифровом виде. При этом используется дос­таточно простая и недорогая схема, а предоставление информации в цифро­вом виде не только не усложняет отсчет значений, а напротив - многократно повышает скорость отсчета. Повышение скорости отсчета и сокращение време­ни, требуемого на измерения, достигнуто применением микропроцессора и цифрового индикатора. На цифровом индикаторе измерителя плотности отображается реальное значение плотности в числовом виде. Предлагаемый прибор призван не только вытеснить широко применяемые отечественные плотномеры, но и составить конкуренцию на мировом рынке, так как не имеет прямых аналогов.

7.2 Выбор метода оценки экономического эффекта

Предлагаемая разработка призвана снизить экономические потери про­мышленных предприятий и способствовать улучшению трудоспособности ра­бочих при измерении плотности того или иного вещества, поэтому следо-

вало бы в качестве конечного результата рассчитать снижение экономических потерь. Однако, такой расчет заранее невозможен, так как основан на факторе случайности и может быть определен только по результатам годовых затрат предприятия в конце отчетного периода.

---

Поэтому расчет экономического эффекта возможен по критерию мини­мума затрат на эксплуатацию прибора измерения плотности :

_^ ^=^3,-а,->-тт,

где Зт - стоимостная оценка затрат на разработку, производство и эксплуатацию РЭА в t-ом году, руб;

3t - затраты в t-ом году , руб;

bi - коэффициент приведения разновременных затрат результатов к расчет­ному году;

t;H 1к - соответственно начальный и конечный годы расчетного периода.

7.3 Расчет предпроизводственных затрат

Предпроизводственными называют затраты, осуществляемые до переда­чи результатов НИР и ОКР для внедрения производства. Эти затраты склады­ваются из стоимости таких работ, как научное исследование , эскизное и техни­ческое проектирование, конструирование, изготовление опытных образцов, ис­пытаний. Эти затраты при выполнении НИР образуют ее себестоимость.

Себестоимость НИР планируется и учитывается по следующим статьям:

- материалы основные и вспомогательные, покупные изделия и полуфаб­рикаты с учетом транспортно-заготовительных расходов;

- расходы по установкам, стендам, приборам и прочему оборудованию (по этой статье рассчитываются прямым порядком амортизационные от­числения по оборудованию, затраты на электроэнергию);

• основная и дополнительная заработная плата научно-технического пер­сонала.

- отчисления на социальное страхование.

Расчет предпроизводственных затрат производится по каждой отдельной

статье.

Затраты на основные и вспомогательные материалы Рм рассчитываются по формуле: Р^ =К-Ц, где К - потребное количество;

Ц<- цена одной единицы, руб.

Расчеты сведены в таблицу 1.

Транспортные расходы составляют 10% от затрат по основным и вспомо­гательным материалам и определяются по формуле:

р = ^м nv6 • ^тр 100 '^ру'

Таблица 1 - Расчет затрат на материалы

Наименование Материала	Марка	Ед. изм.	Потребное количество	Цена за еди­ницу, руб.	Затраты, руб.
Стеклотекстолит	КАСТ	кг	0,1	300,0	30,0
Припой	ПОС-61	кг	0,05	220,0	11,0
Лак	УР-231	кг	0,02	300,0	6,0
Краска	ЧММТУМ	кг	0,015	110,0	1.650
Провод монтажный	МГТФ	м	3	1,1	3.3
Флюс	ЛТИ-120	л	0,03	555,6	16.6
Железо хлористое		л	0.5	35,0	17.5
Дихлорэтан		л	0,05	150,0	7.5
Стоимость материалов					93.55

р 93.55-10 „.. . /'„ = ———— = 9.355 руб. '

mp ^qq ГУ >

Окончательно затраты на приобретение материалов:

^=^-^=84.195^6.

Воспользовавшись спецификацией к принципиальной схеме прибора и прейскурантом цен рассчитаем затраты на комплектующие изделия.

Данные и результаты вычислений сведем в таблицу 2. Таблица 2 - Затраты на комплектующие изделия

Наименование	Тип	К-во	Цена за ед., руб.	Общая стоимость, руб.	Обоснование цены
Микросхема	PIC16F84/C	1	180	180	Прейскурант
Индикатор	КО-4В2	1	110	110	то же
Микросхема	К561ИЕ7	1	3,0	3.0	-11-
Транзистор	КТ315Б	1	2.0	2.0	-11-
Транзистор	КТ3107А	1	4.5	4.5	-11-
Транзистор	КТ814А	1	5	5	-11-
Транзистор	КТ815А	1	5	5	-11-
Кварцевый					-11-
Резонатор	4Мгц	1	30	30	-11-
Резистор	МЛТ-125	11	0.5	5.5	-11-
Диод	КД522А	3	1.5	4.5	-11-
Конденсатор	КМ5	10	2.5	25	-11-
Конденсатор	К50-6	2	6	12	-11-
ВСЕГО 386.5

---

Смотрите также файлы

• Юля_П1.doc

• Описание конструкции разрабатываемого стенда.doc

• Юля_П1+.doc

• практика.doc

• ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.doc