Описание средств измерения и регулирования температуры

В данном процессе производится измерение (позиции 1а, 2а, 3а, 4а, 5а) и регулирование температуры молочно-сахарной смеси после пастеризатора и в вакуум-аппаратах.

В комплект средств измерения температуры входят термометр сопротивления типа Pt 100.

Измерение температуры термометром сопротивления основано на изменении электрического сопротивления проводников или полупроводников с изменением температуры [3, стр. 22]. Зная эту зависимость, можно определить температуру среды, в которую помещен термометр сопротивления. При увеличении температуры сопротивление ряда чистых металлов возрастает, а полупроводников снижается.

Зависимость сопротивления металлов от температуры в небольшом интервале температур можно приближенно выразить уравнением

где R_t – сопротивление металлического проводника при температуре t ^oС;  - сопротивление того же проводника при температуре  ^oC;  - интервал изменения температуры, α – коэффициент температурного сопротивления.

Для изготовления термометров сопротивления наиболее пригодны по своим физико-химическим свойствам платина и медь.

Чувствительные элементы термометров сопротивления представляют собой тонкую медную или платиновую проволоку, намотанную бифилярно на специальный слюдяной, фарфоровый или пластмассовый каркас. Для предохранения от внешних воздействий чувствительные элементы заключают в металлическую трубку с литой головкой, в которой смонтированы выводы концов обмотки для их подключения к соединительным проводам (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Термометр сопротивления платиновый:

1 – серебряная лента; 2 – платиновая проволока; 3 – слюдяная пластинка; 4 – подводящие серебряные провода; 5 – фарфоровые бусы; 6 – пластмассовая головка; 7 – тонкостенная защитная трубка; 8 – защитный чехол.

В данном процессе для измерения молочно-сахарной смеси целесообразно использовать платиновый термометр сопротивления, так как он является более точным и рассчитан на большой диапазон температур. Из справочника [2] выберем термометр сопротивления, наиболее подходящий для условия процесса. Условие процесса: молочно-сахарная смесь и моечный раствор находится при температуре 85±15 ^oC.

Основным достоинством медных термометров сопротивления является их относительная дешевизна по сравнению с платиновыми термометрами сопротивления, высокая точность, возможность автоматизации.

Одним из оптимальных для данного условия является платиновый термометр сопротивления Pt 100.

Технические данные:

Материал защитной арматуры – сталь 12X18H10T 427-84;

Длина монтажной части – 3130 мм;

Инерционность – 40 с;

Пределы измерения – от 0 до +100 ^oC;

Допустимое отклонение от номинального значения ±0.1%.

Для получения нормирующего значения, поступающего на контроллер, применяем преобразователь, нормирующий MCR (позиция 1б, 2б, 3б, 4б, 5б). Имеющий на входе сигнал сопротивления, а па выходе сигнал напряжения постоянного тока Pt 100/3/0/100/2/DC.

С контроллера сигнал поступает на электропневматический преобразователь ЕР 2201(позиция 1в, 2в). Он преобразует сигнал напряжения постоянного тока в пневматический сигнал. При установившемся режиме постоянный ток, проходя по катушке, создает усилие втягивания катушки в зазор постоянного магнита, которое уравновешивается на рычажной системе при определенном давлении в сильфоне обратной связи. При изменении тока нарушается равновесие рычажной системы, это вызывает изменение давления, что приводит к открытию клапана и устанавливается новое значение равновесия, которое соответствует пневматическому выходу.

С которого сигнал поступает на клапан, регулирующий К11(позиция 1г, 2г).