36
MERNI ELEMENTI Uloga mernog elementa Konfiguracija sa negativnom povratnom spregom – merenje izlaza kojim treba upravljati Konfiguracija sa upravnom spregom merenje ulaznog poremećaja koji treba kompenzovati U procesnoj industriji merenje •Protoka •Pritiska •Nivoa •Temperature •Sastava i koncentracije

Mjerni elementi

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Mjerni elementi

Citation preview

Page 1: Mjerni elementi

MERNI ELEMENTI

Uloga mernog elementa

Konfiguracija sa negativnom povratnom spregom – merenje izlaza kojim treba upravljati

Konfiguracija sa upravnom spregom – merenje ulaznog poremećaja koji treba kompenzovati

U procesnoj industriji merenje•Protoka•Pritiska•Nivoa•Temperature•Sastava i koncentracije

Page 2: Mjerni elementi

Merni elementi

Merni element u sistemu upravljanja - transmiter

Statičke i dinamičke karakteristike mernih elemenata

Bitne karakteristike mernih elementata- merni opseg- merno područje- osetljivost- tačnost - preciznost- ponovljivost merenja

inecveli merene opseg

signalaog standardnopseg =Km

Statička karakteristika - pojačanje

Page 3: Mjerni elementi

Merni elementi

Dinamičke karakteristike mernih elemenata

•Merni element mora da ima dobre dinamičke karakteristike•Relativno u odnosu na dinamičke karakteristike procesa•Većina mernih elementata ima karakteristike sistema prvog reda (+ mrtvo vreme zbog vodova)•Neki merni elementi su sistemi drugog reda (npr. neki manometri)

1+seK = (s)G

m

sD-m

m

m

1+se K = (s)G

p

sD-p

p

p

pm 0.2 < i D 0.2 <D pm

Ako je:

Treba da bude ispunjen uslov:

Page 4: Mjerni elementi

Merni elementi

Pretvarački deo mernog elementa-transmitera

Zavisi od tipa izlaza iz senzora i tipa signala koji prizvodi

Primer 1: Sistem pločica mlaznica - Pneumatski transmiter

Primer 2: Diferencijalni transformator - Električni transmiter

Malo mehaničko pomeranje

Malo mehaničko pomeranje

Page 5: Mjerni elementi

Merni elementi - Protok

Principi merenja

I. Instrumenti za merenje protoka- Najčešće merenje zapreminskog protoka

(1)Merači potisnute zapremine fluida-Rotacioni-Nutacioni-Oscilatorni

Merač protoka sa rotacionim eliptičnim zupčanicima

Primenljivi za:•Nominalne prečnike cevovoda od 38 do 600 mm•Nominalne protoke od 2 do 4000 m3/h•Temperature do 200 oC•Pritiske do 80 bar

Tačnost:•Za merenje protoka tečnosti 0.2%, •Za merenje protoka gasova 2%.

Page 6: Mjerni elementi

Merni elementi - Protok

(2) Turbinski merači

• Rade na principu prenosa kinetičke energije fluida• Izlaz: broj obrtaja turbine

(a) Tangencijalni - mlazni merači protoka- najčešće za merenje količine protekle vode

(b) Aksijalni - propelerski merači protoka

Primenljivi za:•Nominalne prečnike cevovoda od 6-750 mm •Nominalne protoke od 0.004 do 140000 dm3/min•Opseg opseg merenja najčešće od 12:1 do 30:1 •Temperature od -255 do 300 oC •Pritiske do 200 bar

Tačnost: 0.25% Reproduktivnost bolja od 0.02%Linearnost u opsegu 1:12 bolja od 0.5%.

Turbinski merači se koriste kao sekundarni standardi za merenje protoka.

Page 7: Mjerni elementi

Merni elementi - Protok

(3) PrigušniceMerači protoka zasnovani na merenju pada pritiska

Prigušna ploča

Mlaznica

Venturi

Princip rada

2v

+ 2v

+ p

= 2v

+ p 2

33-1

233

211

)p - p( 2 A = F 21

20

3-1220

+ m - 1 =

m=A2/A1

=A3/A2

Bernulijeva jednačina

Teorijski protočni broj

Page 8: Mjerni elementi

Merni elementi - Protok

Prigušnice - nastavak

Teorijski protočni broj

p

C = F

2Akkkkk = C 2(20)p0

- k - popravni koeficijent za viskoznost

- kρ - popravni koeficijent za gustinu

- kp - popravni koeficijent za pritisak

- kδ - popravni koeficijent za hrapavost

- kθ - popravni koeficijent za temperaturu

Realna vrednost merenja:

Nelinearna zavisnost

Segmenta prigušnica-Za merenje protokafluida sa suspendovanimčesticama

Specijalne konstrukcije

Page 9: Mjerni elementi

Merni elementi - Protok

(4) Anularna merila Merači protoka zasnovani na merenju sile otpora

•rotametri •merila sa metom

Rotametri

Y C = AC

)-(gV2 Y K = F

f0w

fttk

Veza protoka i vertikalnog položaja tela u cevi

Merila sa metom

x K = F

Page 10: Mjerni elementi

Merni elementi - Protok

Drugi principi merenja protoka:1. Elektromagnetni (indukcioni) merači – za merenje protoka elektroprovodnih

tečnosti (elektrolita i sl). Uslov: specifična električna otpornost fluida manja od 3.5x10-4 Ωm

2. Merači protoka zasnovani na otkidanju vrtloga koji se javljaju kada fluid struji oko tela nehidrauličkog oblika – brzina otkidanja vrtloga proporcionalna protoku. Različite metode za brojanje vrtloga: npr. Termistor koji je tako postavljen da se periodično hladi promenom protoka fluida pri prolasku vrtloga, pri čemu se meri promena električnog otpora termistora zbog promene temperature.

3. Ultrazvučni merači protoka - merenje kašnjenja primljenih ultrazvučnih talasa koje se menja pri promeni protoka tečnosti

Page 11: Mjerni elementi

Merni elementi - Pritisak

Instrumenti za merenje pritiska i razlike pritisaka(Manometri i diferencijalni manometri)

Osnovni principi merenja:1. potiskivanje manometarskih tečnosti2. deformacija elastičnih elemenata3. piezoelektrični efekat4. magnetno striktivni efekat

(2) Manometri na principu deformacije elastičnih elemenata(a) Burdonov (Bourdon) manometar(b) manometar sa elastičnom membranom(c) manometar sa elastičnim mehom

(a) Burdonov manometar•Cev eliptičnog ili spljoštenog poprečnog preseka koja je savijena u luk, spiralu ili helikoidalnu spiralu

•Meri se razlika pritisaka u i oko cevi preko pomeranja slobodnog kraja cevi

•Najčešće od metala, a može biti od plastike ili kvarca•Najčešće pretvarač pri merenju temperature manometarskim termometrima

•Opseg merenja 10-2 do 105 bar •Tačnost 2-5%

Princip rada Burdonovog manometra

Page 12: Mjerni elementi

Merni elementi - Pritisak

(b) Elastične membrane (dijafragme)- Merenje ugiba sredine membrane zbog razlike pritisaka sa jedne i druge

strane membrane- Jednostruke ili višestruke- Ravne ili talasaste- U principu nelinearne – ugib treba da bude manji od 5 debljina membrane- Pogodne za merenje niskih pritisaka koji se brzo menjaju - Precizno merenje vrlo malih razlika pritisaka, ~ 10-8 bar.

a) jednostruka ravnab) jednostruka talasastac) Višestruka membrana

(c) Elastični mehovi-Višestruke membrane sa mnogo nabora-Veće pomeranje -Bolja linearnost-Opseg merenja 10-3 do 60 bara-Merni elementi i elementi pneumatskih uredjaja 1 + s

A/K =

P(s)

(s)

Page 13: Mjerni elementi

Merni elementi - Pritisak

•Manometri na principu elastične deformacije – pritisak se pretvara u malo mehaničko pomeranje

•Različiti principi pretvaranja malog mehaničkog pomerenja u signal

(1) Pretvaranje pomeraja u električni signal uz pomoć diferencijalnog transformatora

Bartonova ćelija -za opseg diferencijalnog pritiska od 2.5x10-2 bar naviše-za apsolutne pritiske do 200 bar

(2) Pretvaranje pomeranja u električni signal merenjem promene električne kapacitivnosti

• Promena ugiba membrane utiče na promenu električnih kapaciteta C3 i C4 - kapacitetni most

• Velika osetljivost – do 10-8 bara

Page 14: Mjerni elementi

Merni elementi - Pritisak

(1) Pretvaranje pomeraja u električni signal pomoću mernih traka

L

L S=

R

R

00

•Deformacija membrane se prenosi na deformaciju merne trake

•Promena dimenzija merne trake rezultuje promenom električnog otpora

Materijali od kojih se izradjuju: - metali: mala osetljivost, stabilne karakteristike - poluprovodnici: velika osetljivost, nestabilne karakteristike

Piezoelektrični elementi -Princip merenja: pojava naelektrisanja na površini nekih kristala (kvarc, turmalin i barijum-titanat) kada se elastično deformišu duž specifičnih površina-Pogodni za merenje brzih promena pritiska

Magnetostriktivni instrumenti- Efekat promene magnetne permeabilnosti feromagnetnih materijala (najčešće legure od 63% Ni i 37% Fe) kada su izloženi naprezanju na pritisak, istezanje ili torziju

Page 15: Mjerni elementi

Merni elementi - Nivo

Instrumenti za merenje nivoa

1. merenje nivoa čistih tečnosti u otvorenim sudovima2. merenje nivoa čistih tečnosti u sudovima pod pritiskom ili vakuumom3. merenje nivoa tečnosti na jako povišenim ili sniženim temperaturama4. merenje nivoa granice faza5. merenje nivoa čvrstih nasutih materijala6. merenje nivoa višefaznih sistema (suspenzija, emulzija, pene)7. merenje nivoa fluidizovanog materijala

(1) Direktne metode merenja nivoa

(a) plovak na užetu(b) plovak na polugi i torzionoj cevi (c) plovak sa vođicama (d) vodokazna stakla (e) metode sa fotoćeljom

Page 16: Mjerni elementi

Merni elementi - Nivo

(2) Određivanje nivoa preko merenja pritiska i diferencijalnog pritiska- Najčešće korišćene u industriji

Merenje nivoa u sudu pod pritiskom

Merenje nivoa u otvorenim sudovima(a) Merenje hidrostatičkog pritiska na dnu suda(b) Merenje povratnog pritiska u cevčici – za

korozivne tečnosti

(3) Merenje nivoa pomoću pretvarača sa električnim izlaznim signalom(a) Merenje promene električne kapacitivnosti(b) Ultrazvučne metode(c) Metode sa apsorpcijom -zračenja

Page 17: Mjerni elementi

Merni elementi - Temperatura

Instrumenti za merenje temperature(Termometri)

•Dodirni termometri•Zračni pirometri

•Dilatacioni •Manometarski•Termootporni•Termoelementi

(1) Dilatacioni termometri• Liinearna dilatacija čvrstih tela: štapni i bimetalni • Zapreminska dilatacija tečnosti

živa (-30 do +750oC pentan (-200 do +20oC), etanol (-110 do +50oC) Velika tačnost i preciznost - koriste se za kalibrisanje drugih termometara Nisu pogodni za transmitere

Page 18: Mjerni elementi

Merni elementi - Temperatura

2. Manometarski termometri- Merenje temperature zasniva na fenomenu promene pritiska, pri promeni temperature i konstantnoj zapremini- Za merenje promene pritiska najčešće Burdonov manometar

(a) Manometarski termometri sa gasovima-Azot ili helijum na 10 do 30 bar-Opseg merenja iznosi od -75 do +550 oC-Greška merenja iznosi do 1.5% -Kapilara dužine 10 do 40 m

(b) Manometarski termometri sa tečnostima- Najčešće živa, početni pritisak ~ 15 bar- Manji manometarski sud- Dužina kapilare do 25 m

(c) Manometarski termometri sa zasićenom parom-Dvofazna oblast-Meri se napon pare-Propan, dietiletar, etanol ili ksilen-Opseg temperatura od -200 do +350 oC-Velika osetljivost -Nelinearnost

Page 19: Mjerni elementi

Merni elementi - Temperatura

3. Otporni termometri- Princip rada se zasniva na zavisnosti električne otpornosti metala, elektrolita ili poluprovodnika od temperature

e = T0T

na 273 K

Za metale važi približno:

) b + a + (1R = R 20

e R = R )T1/ - B(1/T0T

0

Za poluprovodnike važi približno:

Najčešće korišćeni otporni termometri:-Od platine – Pt100

-velika preciznost (do 0.01 K) i linearnost-relativno mala osetljivost, uzak opseg merenja-visoka cena

-Od poluprovodnika - termistori (smeše oksida metala, germanijum, silicijum, karbidi metala, grafit )

-velika osetljivost-nestabilnost karakteristika-visoka nelinearnost i uzak opseg merenja -niska cena

Različite konstrikcije otpornih termometara

Page 20: Mjerni elementi

Merni elementi - Temperatura

4. Termoelementi (termoparovi)- Princip merenja temperature zasniva na Zebekovom (Seebeck) efektu, - pojava da na spojevima dva različita metala, kada se nalaze na različitim temperaturama, nastaje elektromotorna sila koja zavisi od razlike temperatura.

Najčešće korišćeni termoparovi i maksimalna temperatura njihove upotrebe

Spoj metalaMaksimalna temperatura (oC)

Trajna upotreba

kratkotrajno

platina - platina-rodijumhromel - alumelhromel - kopelgvožđe - konstantan (kopel)bakar - konstantan (kopel)

1300900600600400

16001300800800600

- Najčešće od metala ili poluprovodnika- Spajanje zavarivanjem ili lemljenjem- Neophodna kompenzacija temperature hladnog kraja - Korišćenje zaštitnih obloga - Opseg merenja od -260 do +2800 oC

Page 21: Mjerni elementi

Merni elementi - Temperatura

Greške dodirnih termometara i metode korekcije

• Statičke greške: - usled odvođenja toplote - usled zračenja

- usled postavljanja termometra u struju velike brzine• Dinamičke greške

Greška usled odvođenja toplote

) T - TA( h = dx

TdS f2

2

0 = dt

dT :l = x ,T = T :0 = x z

S

hA = m ,

(ml)

TT =TT zf

lztfl

cosh)(Greška merenja:

- Greška se smanjuje kad rastu l i m (odnos konvektivnog i konduktivnog prenosa toplote) - Treba da bude što veće l, h i A, i što manji i S

Greška usled zračenja

)T - T( h

= 4z

4t

ztz

Greška usled velikih brzina

c2v =

p

2

v

Page 22: Mjerni elementi

Merni elementi - Temperatura

Zračni pirometri- Temperatura se meri na osnovu karakteristika toplotnog zračenja zagrejanih tela- Nema direktnog kontakta termometra sa telom čija se temperatura meri

Za merenje temperatura se mogu koristiti: 1. Izračena energija za neku uzanu oblast talasnih dužina (obično vidljivi deo spektra)2. Ukupna energija zračenja u celom spektru3. Odnos izračenih energija za dve oblasti spektra4. Veličina i položaj maksimuma izračene enegije u spektru.

1. Odnos izračenih energija monohromatskog zračenja iste talasne dužine, za dve različite apsolutne temperature

T

1 -

T

1

1 101.43x =

E

E 21

2-

T,

T,

1

2ln

2. Zračni pirometri sa ukupnim zračenjem

T = ET4

Prijemnik toplotnogzračenja

Page 23: Mjerni elementi

Merni elementi - Sastav

Instrumenti za određivanje sastava i koncentracije

1. Indirektne metode2. Elektrohemijske metode3. Metode određivanja koncentracije kondenzabilnih para u gasovima 4. Spektroskopske metode5. Hromatografske metode6. Metode zasnovane na hemijskim reakcijama7. Metode posrednog odredjivanja koncentracija – tzv. soft-senzori

1. Indirektne metode određivanja sastava i koncentracije- Za kvazibinarne smeše - Koncentracija jedne komponente odredjuje na osnovu merenja pogodno odabrane fizičke

karakteristike smeše- Najčešće: gustina, viskoznost i toplotna provodnost

Gustina-Za gasove nepogodno – jako zavisi i od pritiska i od temperature-Za tečnosti pogodno za odredjivanje koncentracije neke komponente u vodi ili ugljovodonicima-Gustina tečnosti se najčešće meri na osnovu razlike pritisaka na dva nivoa u tečnosti

Page 24: Mjerni elementi

Merni elementi - Sastav

Viskoznost-Za merenje koncentracija polimera rastvorenih u tečnostima niske viskoznosti -Za odredjivanje sastava maziva- Merenje viskoznosti:

- Na osnovu pada pritiska na odredjenoj dužini cevi- Na osnovu merenja otpora koji se javlja pri vođenom kretanju objekta uronjenog u fluid (najčešće rotacija)

Toplotna provodnost - Najčešće korišćena nespecifična metoda za određivanje sastava gasovitih smeša

Relativne toplotne provodnosti nekih industrijskih gasova

GasRelativna toplotna

provodnost

vazduhazotkiseonikvodonikvodena paraugljen dioksidmetanetanetilen

1.001.001.016.670.670.571.240.710.67

- Merenje toplotne provodnosti zasniva na određivanju odvedene toplote sa zagrejane površine: - Veća toplotna provodnost Veća odvedena toplota Niža temperatura Manji električni otpor provodnika

Poredjenje električnih otpora u ispitivanom i referentnom gasu sastav gasa

Page 25: Mjerni elementi

Merni elementi - Sastav

2. Elektrohemijske metode za određivanje sastava vodenih rastvora-Elektrode pomoću kojih se detektuje prisustvo jona u vodenim rastvorima-Potencijal elektrode proporcionalan koncentraciji jona

pH-metrijska metoda -Merenje koncentracije vodoničnih jona u rastvoru, odnosno pH-Veoma značajno u industriji – Staklena i referentna elektroda

Potenciometrijske metode sa jon-selektivnim elektrodama- Za određivanje koncentracija Na+, Ca2+, Cu2+, Cd2+, Cl-, F-, CN- jona- Velika osetljivost, tačnost i selektivnost

Konduktometrijska metoda- Zasnovana na merenju električne provodnosti tečnosti - Nespecifična metoda – meri se ukupna jonska jačina tečnosti- Jeftina, kvantitativna i robustna metoda. Ima široku primenu u industriji- Neophodna temperaturna kompenzacija- Moguće merenje vlažnosti čvrstih materijala (hartije, kartona, tkanine,...)

Page 26: Mjerni elementi

Merni elementi - Sastav

2. Elektrohemijske metode - nastavak

Metode određivanje sadržaja rastvorenog kiseonika- Veliki značaj u biohemijskim sistemima- Specifične elektrode sa silikonskom membranom kroz koju difunduje rastvoreni O2

- Neohodna temperaturna kompenzacija ili regulacija- Neophodna periodična regeneracija elektrode

Metode za određivanje količine kiseonika u gasovitoj fazi-Cirkonijumova elektroda - Membrana od cirkonijuma koja postaje propustljiva za O2 preko 600 oC - Meri se razlika koncentracije u odnosu na 20.9% (sadržaj O2 u vazduhu) - Moguće merenje koncentracije O2 i ispod 1 ppm

-Paramagnetni analizatori - Zasnovani na paramagnetnim osobinama kiseonika (još samo NO2 i ClO2)- Princip rada zasnovan na skretanju spore struje gasa pod dejstvom magnetnog polja- Moguće merenje u opsegu 1% do 100% O2

- Neophodna temperaturna kompenzacija

Page 27: Mjerni elementi

Merni elementi - Sastav

3. Određivanje koncentracije kondenzabilnih para u gasovima (određivanje vlažnosti gasova)

Načini izražavanja vlažnosti gasova: - Koncentracija (zapreminski %, ppm ili g/cm3), - Tačka rose (temperatura pri kojoj se javljaju prve kapi kondenzata) - Relativna vlažnost (odnos parcijalnog pritiska pare i pritiska zasićenja na istoj temperaturi)

Senzori za određivanje tačke rose- Ogledalo koje se hladi, na kome se detektuje pojava magle- Detekcija zamagljivanja ogledala - merenjem refleksije svetlosnog zraka ili merenjem promene električne kapacitivnosti - Merenja se vrše u ciklusima - Sekundarni standardi za određivanje vlažnosti - Opseg merenja opsegu od 1 ppm (v/v), do zasićenja

Senzori na principu adsorpcije-Sloj poroznog adsorbensa (Al2O3 ili SiO2) koji služi kao dielektrik električnog kondenzatora-Promena količine adsorbovane vlage promena električnog kapaciteta-Primena za industrijsko merenje vlažnosti gasova -Nisu dovoljno selektivni, robustni, opseg merenja 1 ppm do zasićenja

Mikrogravimetrijski senzori-Kristal koji osciluje na čijoj površini se adsorbuje para -Masa kristala se menja sa promenom adsorbovane količine promena frekvencije oscilovanja-Mogućnost korišćenja selektivnih prevlaka

Page 28: Mjerni elementi

Merni elementi - Sastav

4. Spektroskopske metode- Zasnivaju se na merenju apsorpcije ili emisije zračenja u različitim oblastima talasnih dužina - Talasna dužina zračenja zavisi od vrste supstance – kvalitativna analiza- Intenzitet zračenja zavisi od koncentracije komponente – kvantitativna analiza

Kolorimetrija- Merenja obojenosti rastvora- U industriji samo za obojene rastvore- Izlaz kontinualan električni signal

Vidljiva i ultra-ljubičasta spektroskopija-Zračenje talasnih dužina koje odgovaraju promeni energetskih nivoa elektrona-Pouzdana metoda za analizu jednostavnih smeša, ali nije mnogo specifična-Češća primena u laboratoriji nego u industriji

Infra-crvena spektroskopija- Zračenje talasnih dužina koje odgovaraju vibracijama molekulskih veza-Različite strukture veza u molekulima imaju karakteristične frekvencije vibracija- Siroka primena u procesnoj industriji, za određivanje sastava gasova, tečnosti i čvrstih supstanci

Laboratorijske spektroskopske metode: nuklearna magnetna rezonansa, masena spektroskopija, atomska apsorpcija, opto-akustična spektroskopija

Page 29: Mjerni elementi

Merni elementi - Sastav

5. Hromatografske metode

-Jedna od najšire korišćenih instrumentalnih analitičkih metoda za analizu sastava i određivanje koncentracije u gasovitim i tečnim smešama -Omogućuje i kvalitativnu i kvantitativnu analizu

Princip rada: - Mobilna i nepokretna faza (sorbent)- Različit afinitet prema različitim komponentama u mobilnoj fazi- Razdvajanje različitih komponenata smeše- Detektor na izlazu (merenje toplotne provodnosti, konduktometrija, ...)- Retenciono vreme – komponenta, veličina pika - koncentracija- Suštinski diskontinualna metoda – u savremenoj industriji automatsko uzorkovanje i analiza uzoraka sa trajanjem ciklusa reda nekoliko minuta- Skupi, osetljivi uredjaji

Vrste hromatografije:-Na osnovu karakteristika mobilne faze: gasna ili tečna-Na osnovu mehanizma vezivanja: adsorpciona, jonoizmenjivačka, afinitetna, particiona, gel-filtracija, ...-Na osnovu geometrije nepokretne faze: kolonska, tankoslojna, ...

6. Metode zasnovane na hemijskim reakcijama- U industriji najčešće metoda za određivanje ukupnog ugljenika oksidacijom do ugljen dioksida i njegovim merenjem pomoću infra-crvene spektoskopije

Page 30: Mjerni elementi

IZVRŠNI ELEMENTI SISTEMA AUTOMATSKOG UPRAVLJANJA

U procesnoj industriji najčešće se koristi REGULACIONI VENTIL

Dva osnovna dela regulacionog ventila:-Motorni deo-Izvršni deo

Page 31: Mjerni elementi

Klasifikacija ventila prema konstrukciji motornog dela• pneumatski • elektropneumatski • elektrohidraulički • električni

Na osnovu toga da li porast signala teži da zatvori ili da otvori ventil, servomotor sa: (a) direktnim dejstvom (b) inverznim dejstvom

Regulacioni ventil

Dinamičke karakteristike regulacionih ventila-Definisane konstrukcijom motornog dela-Najčešće pribliđno sistem prvog reda sa mrtvim vremenom-Treba da budu dovoljno brze relativno u odnosu na karakteristike procesa

sD

v

vv

vesK =(s)G

1 1+se K = (s)G

p

sD-p

p

p

D 0.2) - (0.1 <D 0.3) - (0.2 < pvpv ,Preporuka:

Page 32: Mjerni elementi

Regulacioni ventil

a) Konvencionalni jednodelni, b) Konvencionalni dvodelni, c) Ugaoni, d) Troktaki, e) Membranski, f) Leptir, g) Loptasti ....

Klasifikacija ventila prema konstrukciji tela ventila

Page 33: Mjerni elementi

Regulacioni ventil

Klasifikacija ventila prema broju i obliku čepova i sedišta-Jedan ili dva čepa-Oblik čepa definiše statičku karakteristiku ventila – zavisnost izmedju protoka i položaja vratila ventila

Neki karakterističnioblici čepova

Page 34: Mjerni elementi

Regulacioni ventil

Statičke karakteristike regulacionih ventila – odredjene konstrukcijom izvršnog dela

p

f(x) C=F vv

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,00,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1. LINEARNA2. JEDNAKOPROCENTNA =103. JEDNAKOPROCENTNA =504. HIPERBOLI^KA =105. HIPERBOLI^KA =506. KVADRATNI KOREN7. BRZOOTVARAJU]A

5

43

2

7

6

1

f(x)

x

Protočne karakteristike:1 Linearna:

2, 3 Hiperbolička:

4,5 Jednakoprocentna:

6 Kvadratni koren:

x = f(x)

1-x = f(x)

1)x-(-

1 = f(x)

x = f(x)

F - zapreminski protok fluidaCv - koeficijent veličine ventilaf(x) - protočna karakteristika ventilax - položaj vretena ventilaρ - gustina fluidaΔpv - pad pritiska na ventilu

Page 35: Mjerni elementi

Regulacioni ventil

Izbor protočne karakteristike regulacionog ventila - generalna pravila (1) Za linearne procese treba koristiti regulacioni ventil sa linearnom protočnom karakteristikom, ako se pad pritska na ventilu ne menja značajno u toku rada. Ukoliko se pad pritiska na ventilu smanjuje sa povećanjem protoka, treba koristiti regulacioni ventil sa jednakoprocentnom karakteristikom.

(2) Za nelinearne procese treba utvrditi potrebnu karakteristiku regulacionog ventila da bi se nelinearnost kompenzovala.

(3) Brzo otvarajuća karakteristika se koristi kod dvopoložajne regulacije, u sistemima blokade i kada je potrebno dobro zaptivanje.

Postupak nalaženja protočne karakteristike ventila za kompenzaciju nelinearnosti objekta upravljanja

Page 36: Mjerni elementi

Regulacioni ventil

Dodatna oprema regulacionih ventila

Točak za ručno otvaranje

Zaobilazna linija

Pozicioner

TRANSMISIONE LINIJE- Tokovi signala izmedju različitih elemenata sistema upravljanja