ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.04.2020
Просмотров: 679
Скачиваний: 4
38. Измерение влажности
В текстильных пр-вах контроль влажности текст мат-лов осуществляется на всех этапах технологического процесса. Под влажностью материала m понимают отношение массы влаги Мв к общей массе текстильного материала М, т.е. m=Мв/М=(М-Мс)/М, где Мс – масса абсолютно сухого мат-ла, г. В практике используется понятие влагосодержания материала U, которое определяется выражением U= Мв/Мс=(М-Мс)/Мс. Т.о. влагосодержание может изменяться практически от 0 до 180%, а влажность от 0 до 100%. Видоизменение формы волокнистого мат-ла, а также различные виды его обработки определяют необходимость применения соответствующих методов измерения и конструкций преобразователей влажности
Кондуктометрические преобразователи влажности основаны на измерении электрического сопротивления влажного материала, которое определяется выражением
С – к-ент определяемый электрическими и конструктивными параметрами преобразователя; n – к-ент зависящий от вида текст мат-ла; b – к-ент зависящий от вида обработки мат-ла; Т – абсолютная т-ра мат-ла, К. Т.о. из формулы видно что электрическое сопротивление влажного мат-ла Rx графически имеет вид гиперболы и зависит от технологических факторов. В связи с этим влагомеры и регуляторы влажности в основу которых положен кондуктометрический метод измерения, имеют индивидуальную градуировку для мат-лов из определённого вида волокон при их стабильной обработке и т-ре. Недостаток: влияние т-ры и толщины мат-ла, вида и концентрации р-ров и красителей содержащихся в мат-ле.
Диэлькометрические преобразоваетли влажности основаны на измерении диэлектрических св-в текст мат-лов в зависимости от их влагосодержания и представляют собой измерительные конденсаторы, принцип которых описан выше. Недостаток: влияние на результаты измерений поверхностной плотности мат-ла:, его т-ры и некоторых других технологических факторов.
Инфракрасные преобразователи влажности работают по принципу ослабления инфракрасного излучения, проходящего через влажный мат-ал или отраженного от него. Инфракрасный преобразователь влажности обычно содержит два монохроматических источника инфракрасного излучения с длинами волн 1=1,75 мкм и 2=1,95 мкм. Известно что поглощательная или отражательная способность влажного мат-ла при 2=1,95 мкм сильно зависит от наличия в нём влаги, а при 1=1,75 мкм незначительно и в большей степени определяется физико-химическими св-ми мат-ла (структурой, составом, плотностью) Поэтому о влажности мат-ла судят по отношению полученных сигналов.
Радиоизотопные преобразователи влажности предназначены для определения величины отжима, влажности ткани по кромкам и кол-ва нанесённого на ткань в-ва. Принцип действия радиоизотопных преобразователей описан выше.
Измерители влажности газо-воздушных сред предназначены предназначены для измерения влажности воздуха и паро-воздушной среды в произв-ых помещениях и технологического оборудования. При этом пользуются относительной влажностью , которая определяет отношение плотности водяного пара к максимально возможной его плотности max при той же т-ре: =(/max)*100
Психрометры основаны на принципе измерения влажности газо-воздушных сред по зависимости скорости испарения влаги от влажности окр среды и содержат 2 термометра, один из которых наз-ся “сухим”, а второй – “мокрым” так как на его чувствительную часть надет постоянно смачивающийся водой чулок. При испарении воды в окр среду с чувствительной части “мокрого” термометра затрачивается т-ра, поэтому его т-ра понижается. По разности т-р “сухого” и “мокрого” термометров называемой психометрической разностью с помощью спец таблиц может быть определена относительная влажность газа или воздуха.
Электрические гигрометры основаны на зависимости электрических параметров влагопоглащающих мат-лов от влажного газа или воздуха. Достоинства: простота конструкции, малые размеры. Недостатки: большая инерционность, нелинейность характеристик и нестабильность во времени
Кварцевые гигрометры основаны на изменении резонансной частоты кварцевой пластинки в зависимости от влажности воздуха. Пластинка вырезана определённым образом из кристалла кварца. При её включении в задающую цепь автогенератора частота последнего будет функционально зависеть от влажности воздуха.
39. Измерение давления
Под давлением понимают действие силы, равномерно распределённой по площади и направленной по нормали к ней. Различают след виды давления: абсолютное абс, барометрическое атмосферного воздуха б, избыточное и, и вакуумметрическое в
Абсолютное давление – полное давление под воздействием которого находится жидкость, газ или пар. Оно равно сумме барометрического и избыточного давления абс =б +и. Разность между абсолютным и давлением окр атмосферы наз-ют избыточным давлением: и =абс +б. Если абсолютное давление мень барометрического, то разность между ними наз-ся вакуумметрическим давлением (разряжением или вакуумом): в =б -абс
Жидкостные приборы: к ним относятся двухтрубные (U-образные) манометры, однотрубные (чашечные) манометры, микроманометры с наклонной трубкой, колокольные, поплавковые и кольцевые манометры. Заполняются они водой, спиртом, ртутью и др.
Пружинные приборы получили наибольшее распространение на пр-ве для измерения давления, вакуума и разности давлений. Они просты по конструкции, имеют большой диапазон измерений, надёжны в эксплуатации, позволяют применять автоматическую запись и дистанционную передачу показаний. Пружинные приборы выпускают в виде манометров, вакуумметров, мановакуумметров, напоромеров, тягомеров, и тягонапоромеров. Приборы с упругими чувствительными элементами делят на след виды: 1) Приборы прямого действия (ГОСТ 7919-80) – показывающие и самопишущие, у которых измеряемое давление вызывает перемещение или свободного конца или жёсткого центра упругого чувствительного элемента, которое преобразуется при помощи дополнительного механизма в перемещение отсчётного устройства для показания или показания и записи измеряемой величины; 2) Приборы давления прямого действия и реле давления (без отсчётных устройств), снабжённые эл/контактами, используются для измерения и сигнализации отклонения давления от заданного значения, а также в схемах защиты, блокировки или позиционного регулирования; 3) Первичные измерительные преобразователи давления с отсчётными устройствами снабжённые передающими преобразователями с унифицированными выходными сигналами переменного тока или пневматическим сигналом (ГОСТ 14796-79) и составляющие с взаимосвязанными показывающими или самопишущими приборами отдельные измерительные комплекты; 4) Первичные измерительные преобразователи давления с отсчётными устройствами, снабжённые передающими преобразователями с унифицированным выходным сигналом постоянного тока и предназначенные для работы с взаимозаменяемыми показывающими или самопишущими приборами в системах автоматического управления и с информационно-вычислительными машинами
Грузопоршневые приборы для измерения давления (ГОСТ 8291-69 П14): принцип их действия основан на уравновешивании измеряемого давления калиброванным грузом, действующим на поршень определённой площади. Эти приборы имеют довольно широкий диапазон измерений, высокую точность. В настоящее время они применяются не только для измерения давления, но и для градуировки и проверки различных видов пружинных манометров.
Электрические приборы для измерения давления: их работа основана на зависимости электрических параметров (сопротивления, ёмкости и др.) чувствительного элемента от давления. К таким приборам относятся манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры, термопарные вакуумметры, вакуумметры с термосопротивлением, ионизационные вакуумметры и др. Электрические манометры применяют главным образом для измерения быстроменяющихся и высоких давлений и вакуума.
41. Измерение уровня жидкости и сыпучих мат-лов
Измерение уровня производится уровнемером. Уровнемеры предназначенные для сигнализации о предельных значениях уровня, наз-ют сигнализаторами уровня. Для визуальных отсчётов уровня служат указательные стёкла, устанавливаемые на резервуарах и функционирующие по принципу сообщающихся сосудов. Уровнемеры бывают: механические (поплавковые, мембранные и др.), гидростатические (пьезометрические), электрические (ёмкостные и кондуктометрические), радиоизотопные, ультразвуковые и фотоэлектрические.
Поплавковые и буйковые уровнемеры. В поплавковом уровнемере чувствительным элементом служит поплавок. Его подъём или опускание по мере изменения уровня с помощью рычагов, тяг или тросов передаётся к указывающему, регистрирующему или сигнализирующему устройству. Используют для измерения уровня жидкости в резервуарах, находящихся под атмосферным, вакуумным или небольшим избыточным давлением.
Гидростатические уровнемеры основаны на измерении гидростатического давления, создаваемого столбом жидкости постоянной плотности, причём измеряют либо непрерывно давление жидкости, а следовательно, её уровень, либо непрерывно продувают через жидкость воздух или газ (пьезометрические). В обоих случаях в качестве измерительного устройства применяют манометр или дифманометр. Показания дифманометра зависят от плотности жидкости, а следовательно и от т-ры, что яв-ся их недостатком
Электрические уровнемеры они преобразуют положение уровня жидкости в электрический сигнал. Ёмкостный уровнемер (применяется для измерения уровня жидкости и сыпучих в-в). Представляет собой эл/конденсатор, ёмкость которого изменяется в зависимости от изменения уровня жидкости в резервуаре в следствии изменения диэлектрической проницаемости среды, находящейся между обкладками конденсатора. Кондуктометрический (основаны на св-ве контролируемой среды проводить эл/ток). Выполняют главным образом сигнализаторы уровня или чувствительные элементы регуляторов уровня электропроводных жидкостей. В них используют один или два электрода, размещаемых параллельно или перпендикулярно контролируемому уровню. При заполнении пространства между электродами контролируемой средой комплексная проводимость на выходе измерительного преобразователя изменяется, измерительный преобразователь включается в одну из плеч моста переменного тока. Питание моста осуществляется от стабилизированного по частоте высокочастотного генератора
Радиоизотопные уровнемеры пригодны для измерения уровня жидкостей и сыпучих мат-лов в закрытых резервуарах. Принцип их действия основан на зависимости поглощения гамма лучей при их прохождении через в-во от толщины слоя последнего
Акустические уровнемеры принцип действия основан на св-ве ультразвуковых колебаний отражаться от границы раздела сред с различным акустическим сопротивлением. В них использован метод акустической импульсной локации границы раздела газ-жидкость со стороны газа. Мерой уровня яв-ся время распространения ультразвуковых колебаний от источника излучения до плоскости границы раздела и обратно.
Уровнемеры для сыпучих и волокнистых мат-лов. Принцип действия электромеханических уровнемеров основан на противодействии сыпучего или волокнистого мат-ла движению механических элементов (вращению крыльчатки, перемещению щупа и т.п.). Крыльчатка вращается до тех пор пока её не коснётся контролируемый мат-ал, при погружении в него крыльчатка останавливается, и размыкается контакт в цепи питания эл/двигателя и замыкается контакт в цепи сигнализации о предельном значении уровня. Для контроля и регулирования уровня волокнистых мат-лов в различных вместимостях (бункерах, лабазах) используют фотоэлектрический метод, т.к. другие непригодны и не эффективны. По одну сторону бункера устанавливают источник видимого или инфракрасного излучения, а по другую – приёмник излучения. Источник и приёмник излучения устанавливают на низшем и высшем допустимых уровнях волокнистого мат-ла
42. Измерение плотности
Линейная плотность текст мат-лов, характеризующая толщину мат-ла определяется отношением его массы М к длине L: T=M/L текс (г/км). В зависимости от технологического процесса и формы волокнистого мат-ла применяют различные датчики линейной плотности.
Механические преобразователи работают по принципу перемещения пластин или валиков в зависимости то линейной плотности проходящего между ними мат-ла. Погрешность механических преобразователей линейной плотности определяется динамической и нагрузочной ошибками связанными с уплотнением продукта под действием массы и силы инерции возникающих в системе нагрузки датчика.
Пневматические преобразователи реализуют преимущественно систему сопло – заслонку и представляют собой воронку с внутренней камерой, в которую подаётся воздух под давлением Рвх. В зависимости от линейной плотности проходящего через воронку волокнистого материала изменяется её уплотнение и соответственно давление Рвых в камере, которое далее подаётся в измерительную схему или систему регулирования линейной плотности. Недостаток: влияние влажности и вида волокон на результаты измерений.
Фотоэлектрические преобразователи действуют по принципу изменения потока излучения при изменении линейной плотности волокнистого мат-ла и содержат источник излучения и фотоприёмник, между которыми проходит контролируемый волокнистый материал. Измерения производят преимущественно в области инфракрасного излучения на длинах волн, где не наблюдается поглощение инфракрасного излучения водой, определяющей влажность мат-ла. Инфракрасные преобразователи отличаются высокой надёжностью, компактностью и преимуществами бесконтактного метода измерения.
Радиоизотопные преобразователи принцип действия которых описан выше содержат радиоактивный источник и приёмник излучения, расположенные по разные стороны контролируемого мат-ла. Такие преобразователи имеют достаточно стабильный к-ент преобразования, но сложны с конструктивной точки зрения и требуют строгого соблюдения правил техники безопасности при их эксплуатации
43. Измерение концентрации
Р-ры используемые в текстильных пр-вах (кислоты, красители и т.д.) отличаются большим разнообразием своих св-в. Поэтому для контроля их концентрации применяют различные методы измерения и типы преобразователей концентрации.
Кондуктометрические преобразователи применяют для измерения концентрации слабых водяных р-ров электролитов. Принцип их работы основан на зависимости удельной проводимости или электропроводности водного р-ра электролита от его концентрации: Х=F(U0-V0), где – степень диссоциации молекул электролита; - эквивалентная концентрация р-ра; F - постоянная Фарадея, Кл/моль; U0 и V0 – пределы скорости перемещения соответственно анионов и катионов в электрическом поле с градиентом 1 В/м, м/с. Наибольшей подвижностью обладают ионы водорода и гидроксила, это даёт возможность контролировать концентрацию кислот и щелочей при наличии в р-ре некоторого количества их солей.
Газо-метрические титраторы предназначены для измерения концентрации отбеливающих р-ров (перекиси водорода и гипохлорита натрия). Работа преобразователей основана на разложении фиксированной по объёму порции контролируемого р-ра реагентом (для перекиси водорода – р-ром хромпика с серной кислотой, для гипохлорита натрия – р-ром перекиси водорода) и измерении давления газа в реакционной камере, возникающего в результате выделения кислорода. Это избыточное давление, которое почти пропорционально концентрации р-ра, преобразуется и подаётся на вторичный прибор. Газо-метрические титраторы представляют собой автоматические системы отбора пробы, подачи реагентов, измерения объёма газа, слива и промывки аппаратуры.
Гальванические преобразователи водородного показателя pH основаны на принципе измерения активности водородных ионов по которой можно судить о концентрации кислотных и щелочных сред. На практике св-ва р-рров характеризуются показателем pH= –lg aH+, где aH+ – активность водородных ионов. При переходе от сильных кислот к сильным щелочам pН изменяется от 0 до 14, для нейтральных сред рН 7. Для измерения рН используют гальванические элементы с двумя электродами: измерительным (стеклянным) и электродом сравнения (хлорсеребряным).
44. Измерение вязкости и плотности жидкости
Под вязкостью понимают св-во жидкости, проявляющееся в сопротивлении, которое оказывает жидкость взаимному перемещению её частиц под влиянием действующих на них внешних сил. Измерение вязкости жидкости производят вискозиметрами, в которых используют различные методы (падающего тела, капилярный, ротационный, вибрационный и др.) В текст пром-сти пользуются ротационными вискозиметрами, основанными на зависимости сопротивления, которое оказывает жидкость при вращении тела. В качестве вращающихся тел в контролируемой жидкости средней и высокой вязкости применяют коаксиальные цилиндры, параллельные диски и т.п. Т.к. жидкость обладает определённой вязкостью, то при вращении одного из цилиндров на второй, коаксиально расположенный цилиндр будет действовать момент сопротивления М, пропорциональный вязкости жидкости