Курсовой проект по автоматизации технологических процессов и производств



Скачать 373,91 Kb.
страница3/5
Дата28.10.2016
Размер373,91 Kb.
1   2   3   4   5

4 Описание разработанной функциональной схемы автоматизации установки испытаний на герметичность


На первом листе графического материала курсового проекта показана схема герметичности автотракторных радиаторов газом с использованием вибрации содержит:

1 – магистраль сжатого воздуха

2 – трубопровод подачи воздуха к гидроцилиндру исполнительного механизма.

3 – сильфон, который подводит пробный газ в изделие в конце контроля герметичности, для возврата уровня жидкости в трубке жидкостного микроманометра 7 в исходное положение;

4 – микровинт, преобразующий вращение вала редуктора 6 в поступательное движение подвижного торца сильфона;

5 – редуктор;

6 – электродвигатель (исполнительный механизм, изменяющий объем сильфона);

7 – фотоэлектрическая следящая система;

8 – жидкостный микроманометр;

9 – эталонная емкость;

10 – гидроцилиндр (исполнительный механизм, который закрепляет испытуемое изделие)

11 – изделие, испытываемое на герметичность;

12 – золотниковый распределитель, управляющий движением гидроцилиндра;

13 – вибростол.


Данная система содержит:

  1. систему регулирования давления воздуха, под которым испытываются изделия, которая позволяет устанавливать и поддерживать требуемое давление, под которым заполняется изделие перед началом испытаний. К ней относятся элементы 5а – 5з.

  2. систему автоматического контроля герметичности изделия 11 по утечкам, которые определяются по перепаду уровней жидкости в сосуде и трубке микроманометра 7 до начала и в конце герметичности изделия.

  3. систему автоматического поиска первоначального положения уровня жидкости в горизонтальной трубке. В эту систему входят элементы: 10а – 10з.

  4. систему автоматического восстановления (регулирования) первоначального уровня жидкости положения жидкостного поршня в горизонтальной трубке, путем подачи в изделие газа равного объему утечек из испытуемого изделия. В эту систему входят элементы: 12а – 12з.

  5. систему автоматического измерения объема газа подаваемого в изделие (равное утечкам газа из изделия) за время испытаний. В эту систему входят элементы: 13а – 13з.

  6. система, обеспечивающая установку и закрепление испытуемого изделия 11 на вибростоле 13.

  7. автоматическая система, обеспечивающая заданные амплитуду и частоту колебаний испытуемого изделия.

4.1 Описание измерительной схемы


В данной уста­новке, используется микроманометрическая измери­тельная схема с фотоэлектрической регистрацией изме­нения уровня жидкости, вызываемого негерметичньм изделием. Применение микроманометрических измери­тельных схем позволяет определять малые изме­нения давления газа в изделии (при бескамерном способе контроля)

В основу измерительных схем положен жидкостный мик­романометр 7. В этом приборе большее давле­ние подводится к широкому сосуду, а меньшее — к узкой стеклянной. После того как к коленам микро­манометра будет подведено давление, столбик жидко­сти в трубке поднимается на величину п от начального положения и из сосуда переместится в трубку.



Рисунок 1 – Микроманометрическая измерительная схема с фотоэлектрической следящей системой


Измеряемая микроманометром разность давления определяется по перепаду уровней жидкости в сосуде и трубке.

Наряду с высокой чувствительностью к изменению давления микроманометр прост по конструкции, мало­габаритен и удобен с точки зрения автоматизации про­цесса измерения малых изменений давления.


4.2 Описание процесса измерения


Внутрь испытываемого изделия 1 и эталонной емкости 3 подается воздух под давлением 0,12 МПа при открытых клапанах 2 и 6. В дальнейшем закрывается клапан 2 и после небольшой выдержки для выравнивания давления в обеих полостях клапан 6, разобщая изделие и эталонную ёмкость. После этого открываются клапаны 11 и 12 и начинается процесс контроля герметичности Уменьшение давления в изделии 1 в результате утечки воздуха через течь приводит к перемеще­нию уровня жидкости в трубке микроманометра 3 при открытых клапанах 11 и 12.

Контролируемое 1 изделие и эталонная емкость разделены между собой жидкостью, заклю­ченной в микроманометре 3, с одной стороны, и клапа­ном 6 — с другой стороны.


Рисунок 2 – Обобщенная гистограмма распределения утечек воздуха при контроле герметичности теплообменников [2]

При отключении контролируемого изделия необхо­димо предварительно закрыть клапан 11 во избе­жание выброса жидкости из-за образовавшегося пере­пада давления. Клапан 6 обеспечивает приведение схемы в исходное положение после окончания процесса контро­ля.

Предельное значение чувствительности схемы составляет 10 см3/мин. [1] Таким образом, чувствительность жидкостного микроманометра достаточна для контроля герметичности теплообменников. Это подтверждается гистограммой распределения утечек воздуха при контроле герметичности теплообменников (рисунок 2), которая показывает, что более 80% утечек воздуха лежат в диапазоне от 0 до 100 см3/мин.

4.3 Фотоэлектрический способ регистрации герметичности


Для преобразования величины утечки в электрический сигнал часто применяется фото­электрические элементы (фотосопротивления, фотодио­ды и т.д.). Применение фотоэлементов обус­ловлено рядом преимуществ, главными из которых являются бесконтактность измерения, их высокая чув­ствительность, малые габариты.

Один из способов применения фотоэлементов осно­ван на свойстве стеклянной трубки, заполненной жид­костью, фокусировать световые лучи источника света на поверхность светочувствительного слоя фотоэлемента. Это свойство иллюстрируется на рисунке 3. Лучи света, фокусируясь на фотоэлемент, вызывают увеличе­ние тока в электрической цепи. Причем фоторезистор, находящийся точно на линии фокуса стеклянной трубки при соответствующем напряжении питания, имеет резко выраженный максимум тока. Лю­бое отклонение фотопреобразователя на некоторый угол от линии фокуса приводит к уменьшению величины выходного тока.



Рисунок 3 – Принцип фотоэлектрической регистрации герметичности изделия
Указанные свойства стеклянной трубки (пустой и заполненной) позволяют применять ее для построения системы поиска уровня жидкости в микроманометре и определения герметичности изделия по изменению этого уровня жидкости,

Рассмотрим подробнее схему слежения за уровнем жидкости (см. рисунок 1).

Электрическая часть схемы состоит из двух малога­баритных фоторезисторов 10, лампочки-осветителя 9, размещенных на подвижной каретке 8, электродвигателя переменного тока 5. Перемеще­ние каретки 8 осуществляется электродвигателем 5 с помощью винта 7.

Цикл работы начинается с подачи сигнала для поис­ка уровня жидкости. В результате поиска один из рези­сторов оказывается ниже уровня жидкости, второй — выше, т. е. нижний резистор освещается сфокусирован­ным пучком света и имеет малое сопротивление, верх­ний из фоторезисторов освещается несфокусированным пучком света и имеет большое сопротивление. При та­кой комбинации сигналов происходит остановка двига­теля и подготовка системы к началу контроля герметичности.



Если теперь в процессе контроля герметичности уровень жидкости поднимается вверх, что говорит о наличии негерметичности в изделии 1, происходит засветка верхнего фоторезистора и систему управления поступает сигнал об изменении уровня жидкости.

При герметичном изделии комбинация сигналов фо­торезисторов сохраняется до конца цикла, и после окон­чания выдержки.

Работа данной схемы циклическая. Цикл работы оп­ределяется прежде всего временем, необходимым для определения самых минимальных негерметичностей, ха­рактерных для изделий, и устанавливается заранее.

Фотоэлектрические датчики выполнены в виде само­стоятельных узлов.

В качестве фотоэлектрических преобразователей ис­пользованы малогабаритные фотосопротивления. Датчики могут работать как в непрерывном, так и в пороговых режимах. С помощью датчиков можно опре­делять изменение положения уровня жидкости в на­клонной трубке с точностью ±1,0 мм, что эквивалентно изменению давления 0,2 мм вод. ст. Подобная чувстви­тельность позволяет применять фотоэлектрические дат­чики для высокочувствительного контроля герметично­сти изделий.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница