Тема лекции:Датчики состава, состояния и свойства веществ

Фотоэлектрические датчики

Используют воздействие входного параметра (перемещение, усилие) на интенсивность лучистой энергии. Источником светового излучения слу­жат лампы накаливания, радиоактивного—искусствен­ные радиоактивные вещества. Приемником световых излу­чений являются различные типы фотоэлементов: фотоэлемен­ты с внешним фотоэффектом (вакуумные и газонаполненные), фоторезисторы, вентильные фотоэлементы и фотоумножи­тели

Это большая и все расширяющаяся группа датчиков находит большое применение при автоматизации производственных процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей и особенно в диагностировании. Сюда относят­ся датчики для измерения плотности — плотномеры, пыли — пылемеры, дыма — дымомеры, влаги — влагомеры, кон­центрации ионов водорода — рН-метры, а также мутно-меры, газоанализаторы и др.

Плотномеры предназначены для непрерывного измерения и регистрации или измерения, регистрации и автоматического регулирования плотности жидкости, находящейся под атмосферным давлением. Принцип действия плотно­мера основан на пьезоэлектрическом методе измерения плотности жидкости. Мгновенное значение величины плотности жидкости определяется по разности гидростатического давления в пьезометрических трубах, одна из которых опуще-на в контролируемую жидкость, другая — в эталонную жидкость заданной плотности.

В плотномере КМ (рис. 2.21) контролируемая жидкость по трубопроводу через штуцер А поступает в датчик 1 плотномера и через перегородку 2 в штуцер Б поступает в приемник жидкости, находящийся под атмосферным дав­лением. Для измерения гидростатического давления жид­кости в пьезометрические трубки 3 и 4 через блок питания 5 подается сжатый воздух, очищаемый фильтром 6. Сверху корпус датчика 1 закрыт эталонным сосудом с жид­костью известной плотности. В него вставлена трубка 3.

Давление, возникающее в пьезометрических трубках за счет противодавления столба жидкости продуваемому воздуху, пропорционально произведению плотности жидкости на глубину погружения выходного отверстия трубки в жидкость. Оно воспринимается вторичным прибором 7 — измерителем давления. Он состоит из мембранного дифференциального манометра 8 с индуктивным датчиком и вторичным электронным прибором 7. Указанные плотномеры могут применяться в гальванических и в моечно-очистительных отделениях.

Газоанализаторы — приборы для определения содер­жания одного или двух компонентов газовой смеси. Они бывают показывающими, сигнализирующими, самопишу­щими или регулирующими. По принципу действия автома­тические газоанализаторы делятся на механические, теп­ловые, электрохимические, оптические и др. Для анализа газа на СО, СО₂, СН₄ и Н₂ могут применяться оптико-акустические газоанализаторы типа ОА-2109, ОА-2209.

Два потока лучистой энергии от нихромовых излучателей 2, отраженные зеркалами и прерываемые отбюратором 3, проходят в двух направлениях: один — через ана­лизируемую газовую смесь, непрерывно проходящую через камеру 5, другой через сравниваемую смесь с постоянным содержанием определяемого газа, находящуюся в камере 12.

От отражающих пластини зеркал потоки попадают в цилиндры лучеприемника. Фильтровые камерыпредназначены для уменьшения влияния других газов, присутствующих в анализируемой газовой смеси. Камеры заполняют­ся неизмеряемыми газами, которые поглощают излучения соответствующего спектра частот, в то время как полоса частот определяемых газов проходит свободно. Измерение концентрации осуществляется дифференциальной оптической схемой. При изменении содержания определенного газа в смеси выходное напряжение усилителя 8 приводит в движение реверсивный двигатель 9, передвигающий камеру 12 до тех пор, пока интенсивность потоков не выровняется. Одновременно с передвижением камеры 12 меняется электрическое сопротивление реохорда 13 и на вторичном приборе 10 стрелка покажет содержание газа в смеси.

Нашей промышленностью выпускается большое количество газоанализаторов разных типов, которые могут быть использованы при диагностике, на испытательных стан­циях, в термических отделениях и др.

рН-метры — приборы для измерения концентрации водородных ионов в растворах, по которым определяется кислотность раствора. Величина рН характеризует свойст­во раствора по количеству свободных водородных ионов. При диссоциации молекула воды распадается на один ион водорода и один ион гидроксила.

Концентрация водородных ионов характеризуется отри­цательным десятичным логарифмом и обозначается рН. Для измерения рН используется электрический метод, который основан на следующем явлении. При погружении в раствор (электролит) определенных типов электродов возникает электрический потенциал на границе электрод—раствор, величина которого зависит от температуры и концентрации водородных ионов в растворе. Определение рН осуществляется косвенным методом — изменением ЭДС между измерительными сравниваемым электродами. Потенциал сравниваемого электрода постоянный. В качестве измерительных наиболее широкое применение получили стеклянные и сурьмяные электроды, в качестве сравниваемых — хлоросеребряные проточные и непроточные электроды.

Дата добавления: 2013-12-13