2-modul. Bosim datchiklari

Issiqlik manometrlari 10 – 10⁴ Pa bosimlarni o‘lchash uchun qo‘llaniladi.
Quyidagi 1.43-rasmda issiqlik manometrlaridan birining sxemasi keltirilgan.
Bu issiqlik manometrlarida R₄ qarshilikni volfram materialidan tayyorlanib, 200 ⁰ S doimiy haroratgacha tok bilan qizdiriladi. Idishdagi bosimni o‘zgarishi volframni issiqlik uzatishini o‘zgarishiga olib kelib, uni qarshiligini o‘zgartiradi. Bu o‘zgarish qarshiliklar ko‘prigini balansini ko‘rsatib turuvchi mV da aks etadi.
A na shu sxemadan foydalanib, uning maodelini MATLAB paketida yaratishga harakat qilamiz. Bu model yordamida issiqlik bosim o‘lchash datchigining barcha ishlash rejimlarini, grafik harakteristikalarini, volt-amper harakteristikalarini, chastota harakteristikalarini va hakazolarni ko‘rish mumkin.

1.43. Расм. Иссиқлик босим ўлчаш датчиги схемаси.

Biz tashkil etgan texnologik jarayonlarni boshqarish tizimlarida asosan «Sapfir-22M», «Metran – 100» va kichik o‘lchamli mikroprotsessorli «KARAT» bosim datchiklari qo‘llanilgan. Ularni chiqish signallari 0÷5 mA, 4 ÷ 20 mA.

1.4. Suyuqlik va gazlarni sarfini bosim farqini hosil qilish usuli bilan o‘lchash tizimlari

Texnologik jarayonlarda suyuqlik va gazlarni sarfini o‘lchash muhim ahamiyatga ega. Bu faqat jarayonda mahsulot yoki energiya sarfini belgilamasdan, texnolgik jarayonni boshqarish uchun muhimdir.
Suyuqlik yoki gazlarni sarfi ikki xil ko‘rinishda qo‘llaniladi. 1-chi si massa sarfi bo‘lib, kg, tonna, 2-chisi hajmiy sarf m³ , l. Lekin ishlab chiqarishda texnologik jarayonlarni boshqarishda joriy sarf termini ko‘p qo‘llaniladi. Chunki jarayonni boshqarishda texnolog oniy (joriy) sarf bilan ish yuritadi. Joriy sarf deyilganda vaqt birligi ichidagi sarf tushiniladi. Keng qo‘llaniladigan o‘lchov birligi
m³ /soat , tonna/soat

1.44.Расм. Иссиқлик босим ўлчаш датчиги MATLAB пакетида яратилган модели.

Hajmiy sarf kattaligi foydalanilganda, gazlar sarfini bir-biriga taqqoslash uchun yana bitta muhim kattalik( termin) ishlatiladi. Bu normal sharoit terminidir. Normal sharoit deyilganda haroratsi 20 ⁰ S , bosimi 101,325 kPa (760 mm.smob.ust.) nisbiy namligi 0 tushiniladi.
Joriy sarfni o‘lchash vositalarini «sarf o‘lchagich», ma’lum vaqtdagi sarfni o‘lchash vositasini «hisoblagich» deb ataladi. Turubadagi suyuqlik va gazni oqimini sarfini hisoblash uchun oqimga o‘lchash vositasini ajralmas qismi bo‘lgan boshqa bir jism kiritiladi. Bu esa oqim bosimini yo‘qolishiga olib keladi. Shuning uchun turubalarda sarfni o‘lchash tizimlarini tashkil etishda o‘lchash vositasigacha va undan keyingi ma’lum tug‘ri uzunlik bo‘lish sharti kiritilgan.
Suyuqlik va gazlarni sarfining o‘lchash usulikasi, o‘lchash tizimining konstruktiv turiga qarab turlicha sarf o‘lchagichlar va hisoblagichlar yaratilgan. Bu sarf o‘lchagich va hisoblagichlar mikroprotsessorli boshqarishga ega bo‘lib, ular sutkali, ixtiyoriy vaqt oralig‘i bo‘yicha sarfni o‘z xotirasida saqlab turish, hamda informatsiyalarni maxsus protokollar bo‘yicha masofadagi kompyuterga uzatish kabi funksiyalarga ega bo‘lishi mumkin.
Toraytirilgan qurilma yordamida bosim farqini hosil qilib, joriy sarfni aniqlash usuli hozirda ham asosiy sarf aniqlash usullaridan biri bo‘lib kolmoqda. Bu usulda toraytiruvchi qurilma birlamchi qurilma sifatida bo‘ladi. Toraytiruvchi qurilma ikki tomonidagi bosimlar farqini differensial manometr yoki bosim farqlarini o‘lchash datchiklari yordamida o‘lchash trubalardagi suyuqlik yoki gazlarni sarfni hisoblash imkoniyatini beradi. Bu usul yordamida asosan truba diametri 300 mm dan katta bo‘lgan holatlarda keng qo‘llaniladi.
Suyuqlik yoki gaz oqayotgan turbada toraytiruvchi qurilma qo‘yilsa oqim tezligi toraytirilgan joyda ungacha bo‘lgan masofadagi tezlikka nisbatan tezlashadi. Tezlikni ortishi suyuqlik yoki gazni ichki energiyasini kamaytirib, bosimni kamayishiga olib keladi. Turbadagi sarf hosil bo‘lgan bosim farqi kattaligiga proporsional bo‘ladi.

G = f ( Dp) (1.4.1)

Bu usulni qo‘llash uchun quyidagi talablar bajarilishi kerak

- oqim toraytirilgan qurilmagacha va undan keyin to‘lqinsiz, statsionar bo‘lishi;
- suyuqlik yoki gaz oqimi truba o‘tkazgichni to‘la to‘ldirishi;
- toraytirilgan qurilmadan o‘tishda suyuqlik yoki gaz o‘z fazaviy holatini o‘zgartirmasligi, ya’ni masalan bug‘ suyuqlikga aylanmasligi;
- turuba o‘tkazgichni toraytirilgan qurilma oldida va undan keyingi qismida oqim cho‘kmalari yig‘ilmasligi;
- toraytiruvchi qurilma tashqi tomonida turuba o‘tkazgichni formasi buzilishi bo‘lmasligi.
Toraytiruvchi qurilmalar shartli ravishda standart, maxsus va nostandart turlarga bo‘linadi. Standart toraytiruvchi qurilmalar davlat standartlari talabida 8.569.1-97 GOST bo‘yicha yasalgan va o‘rnatiladi. Ichki diametri 50 mm dan kichik truba o‘tkazgichlardan tayyorlanib qo‘yilgan qurilma maxsus deyiladi. Bu ikki holatga mos kelmaganlarini nostandart toraytiruvchi qurilma deyiladi. Standart qurilmalarni yasalishi va graduirovkasi universal bo‘lib, individual graduirovkani talab kilmaydi.
Toraytiruvchi qurilma yordamida joriy sarfni aniqlash usuli quyidagi kamchiliklarga ega:
- kichik dinamik diapazonga egaligi;
- trubaning diametri 50 mm dan kichik bo‘lmasligi, agar kichik bo‘lsa individual graduirovka talab qilinishi;
- toraytirilgan qurilma oldi va orqasida ma’lum uzunlikdagi to‘g‘ri chiziqli sohalar bo‘lishi kerakligi;
- oqimni bosim yo‘qotishi.
Standart toraytiruvchi qurilma sifatida diafragma, sopla va Venturi soplasi qo‘llaniladi.




1.45. Расм. а) Диафрагма, б) Сопла, в) Вентури сопласи

Diafragmani teshigini old tomoni slindik bo‘lib, davomi konus simon. Diafragma teshigi 10⁵ dan 10 ⁸ mm gacha bo‘lishi mumkin. Uning asosiy vazifasi turubada bosim farqini hosil qilishdir. Turubalarda toraytiruvchi qurilmani diafragma ko‘rinishidagi qo‘yilganda suyuqlik va gazlarni xarakati va bosimni o‘zgarishi quyidagicha bo‘ladi.

1.46. Расм. Диафрагма ўрнатилган трубада оқимни тақсимланиши ва босим графиги.
R asmdan ko‘rinib turibdaiki, suyuqlik oqimi torayishi toraytiruvchi diafragmadan keyin V tekislikda kuzatilmoqda. Bu yerda oqim yeng yuqori tezlikga erishadi. Tezlik yuqori bo‘lgan joyda energiyani saqlanish konuniga asosan bosim eng past uladi. Oqim ma’lum masofadan keyin S tekislikda o‘zini oldingi tezligiga erishadi. Lekin toraytiruvchi qurilma qo‘yilganligi hisobiga ma’lum bosim yo‘qotilishi kuzatiladi. Bu bosim yo‘qotilishi toraytiruvchi qurilma qo‘yilganligida oqimda aylanmalar hosil bo‘lishi hisobiga energiya sarfi bo‘lganligi tufayli kuzatiladi.
Turbalarda bosim yo‘qotilishini oldini olish vas sarf o‘lchashlarida yuqori aniqliklarga erishish uchun sopla yoki Venturi soplasi qo‘yiladi.
Joriy sarf bilan bosim farqi o‘rtasidagi bog‘lanishni aniqlash uchun okayotgan suyuqlikni sikilmaydigan, ya’ni toraytiruvchi diafragmadan o‘tganda zichligi o‘zgarmaydi deb olamiz. A boshlangich oqim tekisligi va torayish qismi uchun uzliksizlik tenglamasini quyidagicha yozish mumkin: