На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Проектирование измерительной системы измерения массы

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 02.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
 
Министерство  образования Российской Федерации
Курганский  государственный  университет
Кафедра автоматизации технологических  процессов в производстве 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ
По дисциплине «Технические измерения и приборы»
Проектирование  измерительной системы измерения массы. 
 

                                                                   
 
 
 

                                                                  Выполнил: ст. группы Т-4137
                                                                                                        Гуссерт А.А.
                                                                         Руководитель: Дмитриева О.В. 
 
 

Содержание:
Введение. Краткий обзор методов измерения………………………………3
1. Описание объекта измерения……………………………………………...5
2. Разработка структурной схемы счетчика ………………………………...6
3. Выбор измерительных преобразователей…………………………..........9
4. Выбор промежуточных  преобразователей…………………………........18
5. Расчет точности ИИС……………………………………………………..26
Вывод..………………………………………………………………………..28
Используемая литература…………………………………………………...29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение. Краткий обзор  методов измерения  массы нефти 

   При проведении учетно-расчетных операций применяют 
прямые и косвенные методы.

   При применении прямых методой измеряют массу продуктов с помощью весов, весовых дозаторов и устройств, массовых 
счетчиков или массовых расходомеров с интеграторами.

   Косвенные методы подразделяют на объемно-массовый и 
гидростатический.

     Объемно-массовый метод
    При применении объемно массового метода измеряют 
объем и плотность продукта при одинаковых или приведенных к 
одним условиям (температура и давление), определяют массу 
брутто продукта, как произведение значений этих величин, а 
затем вычисляют массу нетто продукта.

   Плотность продукта измеряют поточными плотномерами или ареометрами для нефти в объединенной пробе, а 
температуру продукта и давление при условиях измерения плотности и объема соответственно термометрами и манометрами.

    Определение массы нетто продукта
   При определении  массы нетто продукта определяют массу 
балласта. Для этого измеряют содержание воды и концентрацию 
хлористых солей в нефти и рассчитывают их массу.

   Массу механических примесей определяют, принимая среднюю 
массовую долю их и нефти по ГОСТ 9965—76.

   Содержание  воды в нефти и концентрацию хлористых  солей 
измеряют, соответственно, поточными влагомерами и солемерами 
или определяют по результатам лабораторных анализов объединенной пробы нефти.

   В зависимости  от способа измерений объема продукта 
объемно-массовый метод подразделяют на динамический и 
статический.

   Динамический  метод применяют при измерении массы продукта непосредственно на потоке в нефтепродуктопроводах. При 
этом объем продукта измеряют счетчиками или преобразователями 
расхода с интеграторами.

   Статический метод применяют при измерении  массы продукта в 
градуированных емкостях (вертикальные и горизонтальные резервуары, транспортные емкости и т. п.).

   Объем продукта в резервуарах определяют с помощью 
градуировочных таблиц резервуаров по значениям уровня наполнения, измеренным уровнемером, метроштоком или металлической

измерительной рулеткой. В емкостях, градуированных 
на полную вместимость, контролируют уровень наполнения, и 
определяют объем по паспортным данным.

     Гидростатический метод
   При применении гидростатического метола измеряют 
гидростатическое давление столба продукта, определяют среднюю 
площадь заполненной части резервуара и рассчитывают массу

продукта, как  произведение значений этих величин, деленное на 
ускорение силы тяжести.

   Массу отпущенного (принятого) продукта определяют двумя 
методами:

   как разность масс, определенных в начале и в  конце товарной 
операции вышеизложенным методом;

   как произведение разности гидростатических давлений в  начале 
и в конце товарной операции на среднюю площадь сечения части 
резервуара, из которого отпущен продукт, деленное на ускорение 
силы тяжести.

   Гидростатическое  давление столба продукта измеряют 
манометрическими приборами с учетом давления паров продукта.

   Для определения  средней площади сечения части резервуара металлической измерительной рулеткой или уровнемером 
измеряют уровни продукта в начале и в конце товарной операции 
и по данным градуировочной таблицы резервуара вычисляют 
соответствующие этим уровням средние площади сечения.

   Допускается вместо измерения уровня измерять плотность продукта по п. 3.1.2 и определять:
   уровень налива для определения средней  площади сечения, 
как частного от деления гидростатического давления на плотность;

   объем нефти для определения массы  балласта, как частного от 
деления массы на плотность.

    Математические  модели прямых методов и их погрешностей приведены в МИ 1953—88.
   Математические  модели косвенных методов и их погрешностей 
приведены в обязательном приложении 2.

   Примеры вычислений массы продукта и оценки погрешностей 
методов приведены в справочном приложении 3.

   Примечание. Для внешнеторговых организаций при необходимости допускается рассчитывать массу в соответствии с положениями стандарта 
ИСО 91 /1—82 и других международных документов, признанных в СССР.

  
 

    Описание  объекта измерения. Свойства нефти
    Физические свойства
Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной  нефти). Средняя молекулярная масса 220—300 г/моль (редко 450—470). Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см?; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831—0,860 — средней, выше 0,860 — тяжёлой. Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления. Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже ?100 °C в случае тяжелых не?фтей) и фракционным составом — выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450—500 °C (выкипает ~ 80 % объёма пробы), реже 560—580 °C (90—95 %). Температура кристаллизации от ?60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 мм?/с для различных не?фтей, добываемых в России), определяется фракционным составом нефти и её температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше). Удельная теплоёмкость 1,7—2,1 кДж/(кг•К); удельная теплота сгорания (низшая) 43,7—46,2 МДж/кг; диэлектрическая проницаемость 2,0—2,5; электрическая проводимость [удельная] от 2•10?10 до 0,3•10?18 Ом?1•см?1. 

Нефть — легковоспламеняющаяся  жидкость; температура вспышки от ?35°C до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов). Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.
    Разработка структурной схемы счетчика.

     

                                    Внешний интерфейс           Внешний интерфейс
                                                      U                               U                 220 В, 50 Гц
                                                10                           
                        

                                 U                   10       U

       

                                     Рис. 1 Структурная схема
      Вычислительный блок
      Измерительный преобразователь расхода жидкости
      Измерительный преобразователь плотности жидкости
      Блок искрозащиты
      Блок питания
      Преобразователь сигнала с плотномера
      ЖК-дисплей
      Клавиатура
      Промежуточный преобразователь сигнала с плотномера
      Сигнал с плотномера
 
Для этой структурной схемы подходит счетчик «Центросоник-М»
    Счетчик в зависимости от диапазона измерений  расхода жидкости имеет ряд типоразмеров.
    Обозначение счетчика по конструкторской документации и наибольшие и наименьшие значения расхода приведены в таблице 1. 

    Таблица 1
 
      Обозначение
Пределы объемного расхода, м3
  наибольший наименьший
Центросоник-М-50 36 3,6
Центросоник-М-65 65 6,5
  80 8,0
Центросоник-М-80 80 8,0
Центросоник-М-100 100 10,0
  150 15,0
  200 20,0
Центросоник-М-150 200 20,0
  250 25,0
  300 30,0
Центросоник-М-200 250 25,0
  400 40,0
  600 60,0
Центросоник-М-250 400 40,0
  1200 120,0
Центросоник-М-300 1600 160,0
 
Для наших целей  подойдет счетчик «Центросоник-М-50» 

СОСТАВ СЧЕТЧИКА 

В состав счетчика входят:
-первичный преобразователь расхода ПП10;
- вычислитель  УВ-8, устанавливаемый на  преобразователе;
- адаптер АД-2;
- плотномер «ПЛОТ-3М» ;
- блок искрозащиты БИ с барьерами искрозащиты «Бастион» для плотномера «ПЛОТ-3М», “Бастион-1”( 2шт.) и “Бастион-2“ ;
- кабели связи  КС, КСП;
- кабель электропитания  КП.

    Рис. 2 Структурная схема счетчика жидкости «Центросоник – М» 
     
     


    Рис. 3 Схема установки счетчика жидкости «Центросоник – М» 
     

    Выбор измерительных преобразователей
      Выбор преобразователя расхода
    Используем  преобразователь ПП10
    Типы, шифры, исполнения и характеристики преобразователей ПП10 приведены в  таблице 2. 
 
 
 
 

    Таблица 2
Шифр  изделия
Диаметр условного  прохода, мм Диаметр проточной  части ПР, мм Исполнение  присоединительных частей
ПП10-50-36А 50 40  
                -36С     Прямые переходы
ПП10-65-80А 65 60 под сварку с  трубо-
              -80С     проводом встык
ПП10-100-200А                 -200С
100 100  
Шифр  изделия
Диаметр условного  прохода, мм Диаметр проточной  части ПР, мм Исполнение  присоединительных частей
ПП10-80-80А 80 60  
               - 80С      
ПП10-100-100А 100 80  
                  -100С       
ПП10-100-150А      
                 - 150С      
ПП10-150-200А 150 100  
                 -200С      
ПП10-150-250А     Конусные переходы
                 -250С     под сварку с  трубо-
ПП10-200-250А 200 100 проводом встык
                 -250С      
ПП10-150-300А 150 130  
                 - 300С      
ПП10-200-400А 200 130  
                 - 400С      
ПП10-200-600А 200 160  
                 - 600С      
ПП10-250-1200 ПП10-300-1600
250 300
220 248
Обратные фланцы с болтами и прокладками
 
Примечания 
    А) По согласованию с изготовителем  могут быть выполнены другие конструкции  присоединительных частей.
    Б) Преобразователи ПП10 имеют исполнения со струевыпрямителями (индекс «С») или без них (индекс «А»). 

    Из  таблицы выберем преобразователь  ПП10-50-36А 

    Диапазон  давления измеряемых жидкостей от 0,1 до 6,4 МПа.
    Диапазон  температуры измеряемых жидкостей - от минус 40 до плюс 50 оС.
       При монтаже преобразователя ПП10 в трубопровод должны быть выдержаны прямолинейные участки.
       Счетчик предназначен для работы  при барометрическом давлении  от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.) и соответствует группе Р1 по ГОСТ 12997-84. Выполнение указанного требования обеспечивается конструкцией.
    Увеличение расхода измеряемой жидкости выше верхнего предела Fмакс или уменьшение ниже нижнего предела Fмин соответствующего исполнению счетчика, не выводит из строя преобразователи ПП10. Для указанных режимов работы  преобразователей  ПП10  характеристики  не нормируются. 

    Преобразователь ПП10 предназначается для преобразования осредненной скорости потока измеряемой жидкости в интервалы времени распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) в направлении потока, против него, а также по траектории, перпендикулярной вектору осредненной скорости потока.
        Преобразователь ПП10 с условным проходам  50 мм выполняется составным.
    Основной частью составных преобразователей являются преобразователи расхода ПР, которые имеют 6 исполнений - ПР-40; ПР-60; ПР-80; ПР-100; ПР-130 и ПР-160.
Преобразователи расхода ПР выполняются литыми.
    В сочетании с переходами преобразователи расхода ПР образуют исполнения  преобразователей ПП10, отличающихся условными проходами и верхними пределами расходов.
Предусматриваются две основные конфигурации переходов:
-    прямые, для потоков с большими осредненными скоростями;
-    «конфузор-дифузор», для потоков с малыми осредненными скоростями.
Обе конфигурации переходов могут выполняться  с трубчатыми струевыпрямителями для работы в закрученных потоках.
    Для соединения к преобразователям расхода ПР к переходам приварены соответствующие условным проходам нестандартные фланцы.
Присоединение переходов к трубопроводам –  сваркой.
    Устанавливаются также исполнения ПП10, включающие только преобразователи расхода ПР. В этом случае в соответствии со спецификацией заказа для присоединения к трубопроводам поставляются нестандартные ответные фланцы.
        Преобразователи расхода ПР и преобразователи ПП10 выполняются из нержавеющей стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72.
Материал  переходов, струевыпрямителей  и ответных фланцев – Сталь 10 ГОСТ 1050-88.
    Габаритные и установочные размеры преобразователей ПП10 приведены на рис. 4.
    В состав преобразователей расхода ПР и преобразователей ПП10  входят следующие основные узлы и детали:
- корпус;
- четыре пьезопреобразователя;
- два плоских  отражателя ;
- два скошенных  отражателя;
- комплект спецвинтов;
- аксессуары (табличка  маркировочная, крышки, винт заземления, разъем и др.).
Материал корпусов пьезопреобразователей – титановый сплав 3ММ ОСТ 1.92062-78
    По виду взаимодействия с измеряемой средой преобразователи классифицируются как ультразвуковые, прямоточные, с использованием многократных отраженных УЗК.
Зондирование  измеряемой среды  в каждом такте  осуществляется одновременно по двум траекториям - опорной и информационной.
Два смежных  такта зондирования по потоку и против (для информационной траектории) составляют цикл зондирования.
Частота  следования  циклов для всех типоразмеров составляет 155 Гц. 
 
 
 
 
 
 
 


Рис. 4 Преобразователь  ПП10. Габаритные установочные размеры.  
 

      Выбор плотномера.
       
Для данной ИИС подойдет плотномер «Плот-3м»
    Изделие предназначено для измерения  плотности жидкости на потоке с максимальной кинематической вязкостью до 100 мм2/с (100 сСт) в диапазоне температур контролируемой жидкости от минус 40 до плюс 85 °С и передачи измеряемых значений по запросу извне в измерительную систему или персональный компьютер (ППЭВМ) по интерфейсу “токовая петля” (ИРПС) или RS-485. Изделие может дополнительно измерять температуру и кинематическую вязкость жидкости.
    По  погрешности измерения плотности  изделие:
    - 0,1 % от измеряемой величины (Б).
    Для передачи измеряемых значений изделие  имеет:
    - выход по интерфейсу RS-485 (исполнение R)
    Изделие выполняет свои функции под управлением  управляющего контроллера в диалоговом режиме в соответствии с протоколом обмена АУТП.414122.006 Д1-* (имеется несколько версий протокола информационного обмена).
    Для питания изделия и согласования уровней входных и выходных сигналов изделия и управляющего контроллера используется адаптер АД-2 АУТП.436231.003.
    Изделие предназначено для длительной непрерывной  работы.
    Условия эксплуатации изделия:
    1) по защищенности от воздействия  окружающей среды исполнение IP54 по ГОСТ 14254-80;
    2) по стойкости и прочности к  воздействию синусоидальной вибрации - по ГОСТ 12997-84 исполнение N3;
    3) по стойкости к воздействию  температуры и влажности окружающего  воздуха по ГОСТ 15150-69 исполнение  У1.
    Изделие с искробезопасными цепями уровня ib имеет маркировку взрывозащиты “1ЕхibdIIВТ5 В КОМПЛЕКТЕ С БАСТИОН” или“1ЕхibdIIВТ5 В КОМПЛЕКТЕ С БАСТИОН-4”, соответствует ГОСТ Р 51330.0-99, ГОСТ Р 51330.10-99, ГОСТ Р 51330.1-99 и может устанавливаться во взрывоопасных зонах (В-I) помещений и наружных установок согласно гл. 7.3 ПУЭ и других директивных документов, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.
    Изделие обеспечивает измерение плотности  в одном из девяти диапазонов в  соответствии с таблицей 1.
    Таблица 1
Номер диапазона Нижняя граница, кг/м3 Верхняя граница, кг/м3
1 420 680
2 560 800
3 680 900
4 800 1010
5 900 1150
6 1010 1250
7 1150 1400
8 1250 1500
9 1400 1600
      Для ИИС подходит диапазон 4. 
       

      Технические характеристики
    Питание изделия осуществляется от источника  постоянного тока, установленного вне  взрывоопасной зоны, через искрозащитный барьер БАСТИОН АУТП.468243.001 ТУ или БАСТИОН-4 АУТП.468243.006 при напряжении на входе изделия (выходе барьера) от 6,5 до 20 В, потребляемый изделием ток не превышает 20 мА.
    Общий вид изделия приведен на рисунке 1, габаритные размеры - в таблице 2:
    Таблица 2
Исполнение  изделия H, мм L, мм. D, мм D1, мм D2, мм d, мм
ПЛОТ-3М-25 (6,3 МПа) 202 312 135 100 25 18
    Масса изделия:
    - ПЛОТ-3М-25 (6,3 МПа) не превышает  8,0 кг.
    Время готовности к работе не более 20 с.
    Контролируемая  среда - чистые однородные жидкости: товарная (очищенная) нефть и продукты ее переработки (бензины, дизтоплива различных марок, бензол, толуол), спирты, сжиженный углеводородный газ (СУГ), растворители и другие жидкости, неагрессивные по отношению к  сплавам 45HХТ, 12Х18H9Т, 12Х18H10Т.
    Максимальная  кинематическая вязкость контролируемой жидкости не должна превышать 100 мм2/с (100 сСт). Давление контролируемой жидкости не должно превышать 6,3 МПа (63 кгс/см2). 

 

1–датчик; 2-преобразователь электронный; 3-втулка; 4,5- гайка
Рис. 5 

    Рабочий диапазон температур и диапазон измерения  температуры контролируемой жидкости от минус 40 до плюс 85 °С.
    Перепад давления на изделии при максимальном расходе контролируемой жидкости и  вязкости (3 ± 0,5) мм2/с не превышает 50 кПа (0,5 кгс/см2). 
 

   Изделие сохраняет свои технические характеристики при расходе жидкости до 1,5 м3/ч; 

    Изделие обеспечивает информационный обмен  со скоростью последовательной передачи 2400 или 9600 бит/с по интерфейсу:
    - RS-485 в виде импульсов напряжения  с уровнем логической единицы  не менее 0,8 В и логического нуля не более 0,1 В на нагрузке 120 Ом.
    Предел  допускаемой относительной погрешности  измерения плотности жидкости в  рабочем диапазоне температур окружающей среды в диапазоне темпеpатуp контролируемой жидкости от минус 40 до плюс 85 °С составляет: ± 0.25 %
    при температуре контролируемой жидкости и окружающей cреды (20 ± 5) °C и кинематической вязкости жидкости до 25 мм2/с (25 сСт) составляет:
± 0,1 % для исполнения Б.
    Допускаемая абсолютная погрешность измерения  температуры жидкости составляет
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.