Thiết kế hệ thống đo và điều khiển lưu lượng chất lỏng – Tài liệu text

Thiết kế hệ thống đo và điều khiển lưu lượng chất lỏng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (428.5 KB, 23 trang )

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN
MÔN ĐO LƯỜNG & CẢM BIẾN
Đề tài: Thiết kế hệ thống đo và điều khiển lưu lượng chất lỏng
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN DUY LONG
Nhóm sv thực hiện (Nhóm 4):
TRẦN XUÂN ĐỨC
NGUYỄN MẠNH DŨNG
NGUYỄN HỮU GIANG
LƯƠNG HOÀNG HÀ
GIÁP ĐÌNH HẢI
HOÀNG VĂN HIẾU

1

Hà nội – 2016
Đề tài 4: Hệ thống đo và điều khiển lưu lượng chất lỏng.

Giới hạn điều kiện:
1. Chất cần bơm là nước ( điều kiện bình thường ).
2. Ống bằng kim loại cứng, đường kính trong 18cm.
3. Dải đo lưu lượng ( 0 – 1500 lit/h ).
4. Bể chứa cao 2m.
5. Thông số cần giám sát là lưu lượng nước chảy qua đường ống và mức nước
trong bồn.
6. Đối tượng điều khiển là Bơm và Van.
7. Sai số yêu cầu 2%

Yêu cầu :
1. Trình bày tổng quan về phương pháp đo lưu lượng chất lưu ?
2. Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống.
3. Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống.
4. Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống.
5. Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? ( nguyên lý hoạt động, số lượng cảm
biến ).
6. Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý đo tín hiệu đầu ra của
cảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển ?
2

7. Đánh giá về sai số của hệ thống ( giới hạn, nguyên nhân, biện pháp khắc
phục ).

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con
người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiện
đại phục vụ công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt góp
phần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện đã góp phần không nhỏ trong
sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó muôn đo lường & điều
khiển phát triển mạnh mẽ dựa trên những tiến bộ của công nghệ cảm biến có
bộ xử lý và điều khiển được kế hợp với với máy tính điện tử. Từ những thời
gian đầu phát triển đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính ưu
việt đó ngày càng được khẳng định thêm.Những thành tựu của nó đã có thể
biến được những cái tưởng chừng như không thể thành những cái có thể, góp
phần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho con người.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của môn
“ Đo lường và cảm biến” chúng em sau một thời gian học tập được các thầy ,
các cô trong khoa giảng dạy về các kiến thức chuyên ngành đồng thời được sự

giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô chúng em đã tìm hiều, phân tích và xây
dựng hệ thống đo và điều khiển lưu lượng chất lỏng.
Cùng với sự nỗ lực của cả nhóm nhưng do thời gian, kiến thức và kinh
nghiệm của chúng em còn có hạn nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót.
Chúng em rất mong được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các
bạn nhằm đóng góp và phát triển đề tài.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ
Hệ thống thiết kế nhằm mục đích cung cấp nước sinh hoạt cho 1 khu vực
dân cư bao gồm:
+Máy bơm
+Bể chứa
+Ống dẫn
+Thiết bị đo lưu lượng
+Van
+Cảm biến mức.
+Bộ xử lý,điều khiển và hiện thị.
1.1 Tổng quan về hệ thống đo lưu lượng:
1.1.1 Khái niệm chung về cảm biến đo lưu lượng
Một trong số các tham số quan trọng của quá trình công nghệ là lưu
lượng các chất chảy qua ống dẫn. Muốn nâng cao chất lượng sản phẩm và
hiệu quả của hệ thống điều khiển tự động các quá trình công nghệ cần phải đo
chính xác.
Môi trường đo khác nhau được đặc trưng bằng tính chất hóa lý,và các yêu
cầu công nghệ, do đó ta có nhiều phương pháp đo dựa trên những nguyên lý
khác nhau.Số lượng vật chất được xác định bằng khối lượng và thể tích của

nó tương ứng với các đơn vị đo (kg, tấn) hay đơn vị thể tích (m3, lít). Thiết bị
đo số lượng vật chất trong khoảng thời gian một tuần lễ hay một tháng được
gọi là công tơ.
Số lượng vật chất V trong một đơn vị thể tích chảy qua công tơ trong
khoảng thời gian được tính bằng công thức :
V=qv(N2-N1)
qv : hằng số công tơ -xác định số lượng vật chất đi qua
trên một đơn vị chỉ thị của công tơ.
Lưu lượng vật chất là số lương vật chất ấy chảy qua tiết diện ngang của
ống trong một đơn vị thời gian . Đơn vị đo :m3/s ; m3/giờ v,v…
Lưu lượng khối đo bằng kg/s; kg/giờ ; tấn/giờ v,v…
4

Khi đo lưu lượng chất khí để nhận được kết quả đo không phụ thuộc vào
áp suất và nhiệt độ của dòng khí , người ta biểu diễn nó thành đơn vị thể tích
qui đổi về điều kiện tiêu chuẩn , ở nhiệt độ tc =20độ C và áp suất bằng 101325
Pa ( tương đương với 760 mm thủy ngân ) và độ ẩm tương đối bằng 0%.
1.1.2 Cảm biến đo mức
Người ta gọi mức là chiều cao điền đầy các chất lỏng hay các hạt trong
các thiết bị công nghệ .Mức của môi trường làm việc là một tham số công
nghệ, thông tin về nó dùng để kiểm tra chế độ làm việc của các thiếtv bị công
nghệ, trong một số trường hợp dùng để điều khiển các quá trình sản
xuất.Bằng phép đo mức có thể nhận được thông tin về khối lượng chất lỏng
chứa trong các bể.Các thông tin tương tự được sử dụng rộng rãi trong quá
trình kiểm kê hàng hóa và điều khiển quá trình sản xuất.Đơn vị đo mức là đơn
vị đo chiều dài .
Người ta chia phép đo mức thành: đo mức môi trường làm việc, đo khối
lượng chất lỏng trong các thiết bị công nghệ,truyền tín hiệu mức của mối
trường làm việc . Theo phạm vi đo người ta chia thành phạm vi đo rộng và

hẹp.Phạm vi đo rộng(giới hạn từ 0,5-20m) dùng cho các quá trình kiểm kê
hàng, còn phạm vi đo giới hạn từ(0-100mm) hay (0-450mm) thường dùng
trong hệ thống điều chỉnh tốc độ.
Hiện nay phép đo mức được thực hiện trong nhiều lĩnh vực công nghệ
theo những nguyên lý hoạt động khác nhau,nhưng phổ biến nhất là phép đo
mức bằng cột nước thủy tĩnh,cảm biến điện…
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
2.1-Yêu cầu đề tài
2.1.1 Tổng quan về phương pháp đo lưu lượng chất lưu
Đo lưu lượng đóng 1 vai trò quan trọng không chỉ nó phục vụ cho mục
đích kiểm kê đo đếm mà còn bởi vì ứng dụng của nó trong hệ thống tự động
hóa các quá trình sản xuất, chính vì vậy hiểu rõ về phương pháp đo, cũng như
nắm vững các đặc tính của thiết bị đo lưu lượng là điều hết sức cần thiết.
5

Lưu lượng kế là cảm biến không thể thiếu để đo lưu lượng của chất
khí,chất lỏng hay hỗn hợp khí lỏng trong các ứng dụng công nghiệp như:thực
phẩm, nước giải khát, dầu mỏ, khí đốt , hóa chất , dược phẩm, sản xuất điện,
xi măng…Trên thị trường, các loại lưu lượng kế rất đa dạng và luôn sẵn có
cho bất kỳ ứng dụng công nghiệp hay dân dụng nào.
Việc chọn lựa cảm biến đo lưu lượng loại nào cho ứng dụng cụ thể
thường dựa vào các đặc tính chất lỏng (dòng chảy 1 hay 2 pha, độ nhớt độ
đậm đăc….) dạng dòng chảy (chảy tầng, chảy tiếp, chảy hỗn loạn) dải lưu
lượng và yêu cầu độ chính xác phép đo.các yếu tố khác như các hạn chế về cơ
khí và kết nối đầu ra mở rộng cũng sẽ ảnh hưởng đến quyết định lựa chọn
này. Nói chung độ chính xác của lưu lượng kế còn phụ thuộc vào cả môi
trường đo xung quanh các ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ, chất lỏng, khí hay
bất kỳ tác động bên ngoài nào đều có thể ảnh hưởng đến kết quả đo.
Cảm biến đo lưu lượng trong công nghiệp được lắp đặt ở môi trường

nhiễu cao và thường bị xung áp, điều này đòi hỏi các cảm biến đo lưu lượng
phải hoạt động bình thường cả với xung điện áp và bù được nhiều để đảm bảo
đưa ra tín hiệu đo với độ chính xác cao.
2.1.2 Nguyên lý vận hành hệ thống.
-Máy bơm hoạt động bơm nước vào đường ống đường kính 18cm chạy ra bể
chứa cao 2m .Trên thân ống lắp đặt thiết bị cảm biến đo lưu lượng dòng chảy
với mục đích đo và kiểm soát lưu lượng.
-Nước vào bể chứa,trong bồn chứa lắp đặt thiết bị đo mức với dải đo liên tục,
nhằm kiểm soát mực nước trong bể và tự động xuất tín hiệu ra bơm để điều
khiển máy bơm đóng, ngắt tự động.
-Van có tắc dụng mở nước cho quá trình tiếp theo.
2.1.3 Các phương án lựa chọn cảm biến đo và điều khiển lưu lượng:
Chúng ta có thể lựa chọncảm biến theo nhu cầu sử dụng với các tiêu chí
như : ứng dụng, độ chính xác , giá thành với các thông số cần đo “lưu lượng
chảy trong đường ống và mức nước trong bồn” mà chúng ta có thể lựa
chọn các loại cảm biến sau:
2.1.3.1 các phương án lựa chọn cảm biến đo lưu lương:
6

-Công tơ tốc độ
-Công tơ thể tích
-Lưu lượng kế mao dẫn
-Lưu lượng kế điện từ
-Cảm biến siêu âm …

Qua tìm hiểu hệ thống thì nhóm chúng em đã lựa chọn một số loại cảm
biến phù hợp với hệ thống đo lưu lượng.
-Cảm biến lưu lượng kế điện từ.

2.1.3.2 các phương án lựa chọn cảm biến đo mức.
-Cảm biến đo mức kiểu phao
-Cảm biến đo mức kiểu điện dung
-Cảm biến đo mức kiểu siêu âm

Qua tìm hiểu hệ thống thì nhóm đã lựa chọn một số loại cảm biến phù
hợp với hệ thống đo mức :
-Cảm biến đo mức kiểu phao.

2.1.5 Các loại cảm biến lựa chọn .
2.1.5.1 Cảm biến lưu lượng điện từ
Nguyên lý hoạt động của lưu lượng kế điện từ dựa trên định luật cảm ứng
điện từ của Farađây. Khi có đây dẫn chuyển động trong từ trường cắt các
đường sức, trong dây dẫn cảm ứng một sức điện động tỉ lệ với tốc độ chuyển
động của dây dẫn.Nếu ta dùng một chất lỏng dẫn điện chảy qua giữa hai cực
của 1 nam châm và đo sức điện động sinh ra trong chất lỏng, thì có thể xác
định được tốc độ dòng chảy hay lưu lượng thể tích.Sơ đồ chỉ ra trên hình 1.

7

N

S

Hình 1:
Giữa 2 cực N và S của một nam châm người ta đặt một đoạn ống kim loại
không từ tính (3) vuông góc với đường sức của từ trường.

Mặt trong của ống (3) phủ một lớp vật liệu cách điện( sơn êmay, thủy tinh
hữu cơ). Trong mặt phẳng vuông góc với đường sức , người ta đặt 2 điện cực
(1) và (2).Các điện cực nối với đồng hồ đo (4) milivon kế hay điện thế
kế.Suất điện động cảm ứng trong từ trường không đổi là :
E= B.W.D=
B: Cường độ tự cảm.
W: Tốc độ trung bình của dòng chảy .
D là đường kính trong của ống dẫn.
Q: là lưu lượng thể tích của chất lỏng.

8

KHi B=const thì sđđ phụ thuộc tuyến tính vào lưu lượng thể tích của chất
lỏng.Lưu lượng kế điện từ dùng để đo các chất lỏng có độ điện dẫn không nhỏ
hơn 10-5 cộng trừ 10-6 simen/m.
Nhược điểm chủ yếu của lưu lượng kế có từ trường không đổi là suất hiện
trên các điện cực sđđ Galvanic và sđđ phân cực làm yếu cảm ứng hữu ích làm
tăng sai số của phép đo .Sđđ ký sinh phân cực thực tế có thể loại trừ khi dùng
nam châm điện xoay chiều. Trong trường hợp này sđđ cảm ứng:
E=4QBmaxsin(2.f.T/(.D))
Bmax: gía trị biên độ lớn nhất của từ cảm.
Nhưng dùng nam châm xoay chiều lại tạo ra một số hiệu ứng làm méo tín
hiệu hữu ích . Mặc dù vậy trong công nghiệp người ta vẫn dùng lưu lượng kế
nam châm xoay chiều . Chúng có ưu điểm: trước hết khi đo lưu lượng thể tích
không phải đo tỉ trọng chất lỏng . Ngoài ra ,sự chỉ thị của lưu lượng kế không
chịu ảnh ngoài đưa vào chất lỏng: các phân tử hạt , bọt khí và ngay cả các
tham số của dòng chất lỏng(áp suất, nhiệt đô, độ nhớt,tỉ trọng,….). Nếu chúng
không làm thay đổi độ điện dẫn của chất lỏng.
Lưu lượng kế điện từ hiện nay cho phép đo lưu lượng trong phạm vi rộng

từ 1-2500m3/h cho các ống dẫn có đương kính từ 10-1000mm với tốc độ
chuyển động từ 0,6-10m/s cấp chính xác của lưu lượng kế là :1:2,5.

Cảm biến đo lưu lượng được chọn là:

**Một số hình ảnh thực tế của một số hãng : ALIA-USA, Emerson, Krohne

9

10

Đồng hồ lưu lượng kiểu điện từ MAG series– Sản phẩm được thiết kế và
sản xuất dựa theo tiêu chuẩn tiên tiến hàng đầu của Châu Âu giúp cho hệ
thống bơm nước của bạn luôn được duy trì khả năng hoạt động ổn định, bên
cạnh đó việc sử dụng đồng hồ MAG series còn giúp bạn dễ dàng phát hiện ra
những hư hỏng, sự cố của hệ thống .
Đặc điểm:
+Đồng hồ lưu lượng điện từ MAG series dùng để đo lưu lượng và thể tích
nước dẫn bằng điện.
+Cải tiến việc quản lý tín hiệu phát ra bằng điện cực, cho phép việc đo lường
là vô cùng chính xác trong một khoảng lưu lượng vô cùng lớn, bao gồm cả
lưu lượng dòng chảy ngược. Việc dùng 3 điện cực bên trong cho phép khoảng
sai số thấp hơn 2% tốc độ lưu lượng giữa 0.2m/s và 10m/s. Loại đồng hồ này
còn có thể báo động khi đường ống bị nứt hay rò rỉ.
+Tất cả những đặc điểm đó được kết hợp với độ giảm áp suất rất thấp và có
thể lắp đặt đồng hồ ở nhiều vị trí đa dạng khác nhau, thích hợp để sử dụng
trong ngành thực phẩm, khu công nghiệp hóa chất cũng như các công trình xử

lý nước.
Thông số kỹ thuật:
+Đường kính: DN15 -> DN2000
+Áp lực: PN10
11

+Mặt bích: UNIEN 1092
+Cấp bảo vệ IP: IP68
+Tốc độ dòng chảy tối đa: 10m/s
+Bạc lót PTFE
+Nhiệt độ dòng tối đa PTEF -40độ -> +180 độ C
+Vật liệu mặt bích Thép Carbon
+Nguồn điện cấp 24V
+Dựa theo tiêu chuẩn ISO 6817 EN 1434

2.1.5 .2 Cảm biến đo mức kiểu phao.
Đo mức bằng phao là cách đơn gian nhất . Nó có thể đo mức trong phạm
vi hẹp và rộng . Thiết bị để đo mức trong phạm vi hẹp thường dùng các phao
hình cầu và đường kính 80-200mm bằng thép không gỉ . Phao nổi trên mặt
chất lỏng và qua một thanh nối có miếng phớt đệm đặc biệt, rồi nối với một
kim chỉ thị hoặc một bộ biến đổi góc thành tín hiệu điện hay khí nén.
Đo mức ở phạm vi hẹp có hai kiểu : Kiểu đặt qua mặt bích hay trong bình đo
nước tùy theo khả năng của các thiết bị công nghệ . phạm vi đo nhỏ nhất của
thiết bị đo mức này là từ -10 đến 10 mm và lớn nhất từ -200 đén +200 mm
cấp chính xác là 1,5.

12

Phao đo mức trong phạm vi rộng gồm phao (1) nối với đối trọng (5) bằng
dây mềm (2) qua các ròng rọc (3), (4). Khi mức chất lưu thay đổi, Phao 1
nâng lên hoặc hạ xuống làm quay rồng rọc (4), một cẩm biến vị trí gắn ở trục
quy của ròng rọc sẽ cho tín hiệu tỉ lệ với mức chất lưu. Khi tính toán đo mức
bằng phao, ta phải chọn cấu trúc của phao sao cho đảm bảo hệ thống “phaođối tượng” chỉ xác định theo độ sâu của phao . Khi bỏ qua trọng lượng dây
dẫn và ma sát của ròng rọc ta có phương trình cân bằng:
Gr =Gph-S.h1.rôl .g
Gr : là trọng lượng của đối trọng
Gph: trọng lượng phao
S: diện tích phao
h1: chiều sâu nhúng chìm của phao
rôl: tỷ trọng của chất lỏng
Giới hạn phạm vi đo nhỏ nhất từ 0-12m và lớn nhất từ 0-20m sai số tuyệt
đối của phép đo là +-1 đến +-10

Cảm biến đo mức kiểu phao

Công tắc phao KWS-3M

Công tắc phao KWS-3M

13

Ứng dụng Công tắc phao KWS-3M cho hệ thống bơm nước, tự động kiểm
soát mực nước trong bồn đứng

Ứng dụng Công tắc phao KWS-3M trong hệ thống bơm đầy cho bể nước
(Khi bể cạn nước phao sẽ đóng điện cho bơm hoạt động, khi bể đầy nước

phao sẽ ngắt điện để tắt bơm)
Thông số kĩ thuật công tắc phao KWS-3M:
* Điện áp 220 – 250V AC / 50HZ
* Dòng chịu tải max của tiếp điểm công tắc phao:
.15A : Tải điện trở ( đèn dây tóc )
.8A: Tải điện cảm ( motor)
* Công suất motor : 2HP hoặc 1500 W
* Nhiệt vận hàng tối đa : 80 độ
* Cấp độ bảo vệ ( kín nước và bụi ) : IP 68
* Dây cáp 3 mét
14

2.1.6 Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến và tính toán xử lý đo tín hiệu đầu ra của
cảm biến để tác động đến các đôi tượng điều khiển

15

van
Cảm biến đo mức

Cảm biến đo lưu lượng

16

Hình ảnh minh họa hệ thống
2.1.7 Đánh giá về sai số của hệ thống
-Các bộ cảm biến cũng như các dụng cụ đo lường khác, ngoài đại lượng cần

đo (cảm nhận) còn chịu tác động của nhiều đại lượng vật lý khác gây nên sai
số giữa giá trị đo được và giá trị thực của đại lượng cần đo.
-Gọi là độ lệc tuyệt đối giữa giá trị đo và giá trị thực x là sai số tuyệt đối:sai
số tương đối của cảm biến được tính bằng công thức :
Sai số của bộ cảm biến mang tính chất ước tính bởi vì không thể biết
chính xác giá trị thực của đại lượng cần đo.Khi đánh giá sai số của cảm biến,
người ta phân làm 2 loại : sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống.
Sai số hệ thống là sai số không phụ thuộc vào số lần đo, có giá trị không
đổi hoặc thay đổi chậm theo thời gian đo và thêm vào một độ lệch không đổi
giữa giá trị thực và giá trị đo được.Sai số hệ thống thường do sự thiếu hiểu
biết về hệ thống đo, do điều kiện sử dụng không tốt gây ra.Các nguyên nhân
gây ra sai số hệ thống có thể là:
-Do nguyên lý của cảm biến
-Do giá trị của đại lượng chuẩn không đúng
-Do đặc tính của bộ cảm biến
-Do điều kiện và chế độ sử dụng
-Do sử lý kết quả đo
Sai số ngẫu nhiên là sai số xuất hiện có độ lớn và chiều không xác định.Ta
có thể dự đoán một số nguyên nhân gây ra sai số ngẫu nhiên nhưng không thể
dự đoán được độ lớn và dấu của nó.Những nguyên nhân gây ra sai số ngẫu
nhiên có thể là:
-Do sự thay đổi đặc tính của thiết bị
-Do tín hiệu nhiễu bay ra
-Do các đại lượng ảnh hưởng không được tính đến khi chuẩn cảm biến.
Có thể khắc phục 2 loại sai số trên bằng một số biện pháp thích hợp như:
17

-Bảo vệ các mạch đo để tránh ảnh hưởng của nhiễu: tự động điều chỉnh điện
áp nguồn nuôi:bù ảnh hưởng cảu nhiệt đô, tần số ,vận hành đúng chế độ hoặc

thực nghiệm phép đo lường thống kê…..
2.2-Các hướng giải quyết
Các phương án lựa chọn cho cảm biến đo lưu lượng:
-Công tơ thể tích
-Công tơ tốc độ
– Lưu lượng kế mao dẫn
– Lưu lượng kế điện từ
-Cảm biến siêu âm
Các phương án lựa chọn để đo mức
-Cảm biến đo mức kiểu phao : phao đứng, phao cầu, phao tru
– Cảm biến áp suất vi sai
2.3-Lý do chọn thiết kế
2.3.1 Các cảm biến lựa chọn cho hệ thống
Qua việc tìm hiểu hệ thống đo và điều khiển lưu lượng, những phương án
lựa chọn hệ thống và giới hạn điều kiện của bài tập lớn nhóm em lựa chọn
cảm biến như sau:
-Cảm biến lưu lượng kế điện từ
-Cảm biến đo mức kiểu phao dạng phao cầu
2.3.2 Lý do lựa chọn cảm biến
Nhóm em lựa chọn cảm biến như trên bởi vì:

Cảm biến phù hợp với vị trí trên từng khâu của hệ thống, lắp giáp đơn



giản
Các cảm biến hoạt động ổn định, có tính chính xác cao

Dễ bảo hành sửa chữa khi gặp sự cố
Giá thành phù hợp

2.4- Tính chọn thiết bị
2.4.1 Tính chọn van
18

-Được đóng mở bằng tín hiệu từ bộ xử lý trung tâm và có thể đóng mở bằng
tay trong trường hợp cần khóa nước để sửa chữa,lắp đặt hệ thống sau van .
-Chất liệu:có sức bền cơ học tốt
Van điều khiển đóng/mở – On/Off Control Valves

2.4.2- Bơm

19

Công dụng : để trong nước bơm đẩy cao.
Công suất : 35w.
Đẩy cao : 2,3m.
Lưu lượng tối đa : 2000 lit/h
Kích thước : 130 x 92 x 125mm
2.4.3-Bồn chứa
-Tổng dung tích 3000 lít
-Chất liệu: inox
-Cách lắp đặt:bồn chứa được đặt thẳng đứng và đặt trên giá bằng inox không
gỉ vững chắc và có độ cao đủ lớn so với mặt đất để tạo áp lực nước lớn cung
cấp cho hệ thống.
2.4.4-Ống dẫn

-Chất liệu: inox hoặc thép không gỉ.
-Đường kính ống:18cm
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN
3.1-Các kết quả đạt được
Trong quá tình làm bài tập lớn chúng em đã :
20

Hiểu thêm được nguyên lý hoạt động của một số cảm biến chuyên dụng


trong sản xuất.
Biết được các cảm biến thường được sử dụng trong công nghiệp.
Biết tính toán và thiết kế , các sơ đồ nối dây , sơ đồ xung của một số



loại cảm biến.
Biết sử lý tình huống khi có yêu cầu được đề ra.
Rèn luyện được một số kỹ năng tìm kiếm tài liệu và xử lý thông tin.
Nâng cao được khả năng làm việc theo nhóm ……

3.2-Các hạn chế khi thực hiện
Trong khi thực hiện làm bài tập nhóm em gặp khó khăn:

Không được tham quan thực tế mà chỉ dựa nhiều trên sách vở và


internet.
Khó khăn trong việc lựa chọn cảm biến.
Khó khăn trong việc thiết kế và lựa chọn cảm biến….

3.3 Biện pháp khắc phục.
Dựa trên những ưu ,nhược điểm khi làm bài tập,những khó khăn vấp phải
khi thiết kế tính toán cảm biến lắp đặt vào trong hệ thống. nhóm chúng em đã
có những biện pháp khắc phục sau:

Xem các tài liệu trên sách vở và internet, video trên mạng về các mô


hình sản xuất có chứa cảm biến cần tìm hiểu.
Hỏi kinh nghiệm lựa chọn cảm biến của các người có chuyên môn .
Dựa trên những hạn chế của cảm biến để lựa chọn áp đặt phù hợp vào


hệ thống sản xuất.

Đi tham quan thực tế các mô hình trong đời sống để lấy kinh nghiệm
Tài liệuvà hình ảnh tham khảo :
– Giáo trình đo lường & cảm biến ( Thầy Nguyễn Văn Phương chủ

biên )
– Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường & điều khiển ( NXB Khoa
học và Kỹ thuật , 2001 )

21

Mục lục
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ
1.1 Tổng quan về hệ thống đo lưu lượng:
1.1.1 Khái niệm chung về cảm biến đo lưu lượng
1.1.2 Cảm biến đo mức
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
2.1-Yêu cầu đề tài
2.1.1 Tổng quan về phương pháp đo lưu lượng chất lưu
2.1.2 Nguyên lý vận hành hệ thống.
2.1.3 Các phương án lựa chọn cảm biến đo và điều khiển lưu
lượng
2.1.5 Các loại cảm biến lựa chọn .
2.1.6 Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến và tính toán xử lý đo tín
hiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đôi tượng điều khiển
2.1.7 Đánh giá về sai số của hệ thống
2.2-Các hướng giải quyết
2.3-Lý do chọn thiết kế
22

2.3.1 Các cảm biến lựa chọn cho hệ thống
2.3.2 Lý do lựa chọn cảm biến
2.4-Tính chọn thiết bị
2.4.1- Van
2.4.2- Bơm
2.4.3-Bồn chứa
2.4.4-Ống dẫn
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN
3.1-Các kết quả đạt được
3.2-Các hạn chế khi thực hiện
3.3-Biện pháp khắc phục……………………………………………………………………

23

Yêu cầu :1. Trình bày tổng quan về phương pháp đo lưu lượng chất lưu ?2. Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống.3. Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống.4. Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống.5. Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? ( nguyên lý hoạt động, số lượng cảmbiến ).6. Thiết kế vị trí lắp đặt, cảm biến và tính toán, xử lý đo tín hiệu đầu ra củacảm biến để tác động đến các đối tượng điều khiển ?7. Đánh giá về sai số của hệ thống ( giới hạn, nguyên nhân, biện pháp khắcphục ).LỜI MỞ ĐẦUNgày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của conngười đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị hiệnđại phục vụ công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt gópphần vào sự phát triển đó thì ngành kĩ thuật điện đã góp phần không nhỏ trongsự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Trong đó muôn đo lường & điềukhiển phát triển mạnh mẽ dựa trên những tiến bộ của công nghệ cảm biến cóbộ xử lý và điều khiển được kế hợp với với máy tính điện tử. Từ những thờigian đầu phát triển đã cho thấy sự ưu việt của nó và cho tới ngày nay tính ưuviệt đó ngày càng được khẳng định thêm.Những thành tựu của nó đã có thểbiến được những cái tưởng chừng như không thể thành những cái có thể, gópphần nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho con người.Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của những ứng dụng trong thực tế của môn“ Đo lường và cảm biến” chúng em sau một thời gian học tập được các thầy ,các cô trong khoa giảng dạy về các kiến thức chuyên ngành đồng thời được sựgiúp đỡ nhiệt tình của thầy cô chúng em đã tìm hiều, phân tích và xâydựng hệ thống đo và điều khiển lưu lượng chất lỏng.Cùng với sự nỗ lực của cả nhóm nhưng do thời gian, kiến thức và kinhnghiệm của chúng em còn có hạn nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót.Chúng em rất mong được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và cácbạn nhằm đóng góp và phát triển đề tài.Chúng em xin chân thành cảm ơn!CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾHệ thống thiết kế nhằm mục đích cung cấp nước sinh hoạt cho 1 khu vựcdân cư bao gồm:+Máy bơm+Bể chứa+Ống dẫn+Thiết bị đo lưu lượng+Van+Cảm biến mức.+Bộ xử lý,điều khiển và hiện thị.1.1 Tổng quan về hệ thống đo lưu lượng:1.1.1 Khái niệm chung về cảm biến đo lưu lượngMột trong số các tham số quan trọng của quá trình công nghệ là lưulượng các chất chảy qua ống dẫn. Muốn nâng cao chất lượng sản phẩm vàhiệu quả của hệ thống điều khiển tự động các quá trình công nghệ cần phải đochính xác.Môi trường đo khác nhau được đặc trưng bằng tính chất hóa lý,và các yêucầu công nghệ, do đó ta có nhiều phương pháp đo dựa trên những nguyên lýkhác nhau.Số lượng vật chất được xác định bằng khối lượng và thể tích củanó tương ứng với các đơn vị đo (kg, tấn) hay đơn vị thể tích (m3, lít). Thiết bịđo số lượng vật chất trong khoảng thời gian một tuần lễ hay một tháng đượcgọi là công tơ.Số lượng vật chất V trong một đơn vị thể tích chảy qua công tơ trongkhoảng thời gian được tính bằng công thức :V=qv(N2-N1)qv : hằng số công tơ -xác định số lượng vật chất đi quatrên một đơn vị chỉ thị của công tơ.Lưu lượng vật chất là số lương vật chất ấy chảy qua tiết diện ngang củaống trong một đơn vị thời gian . Đơn vị đo :m3/s ; m3/giờ v,v…Lưu lượng khối đo bằng kg/s; kg/giờ ; tấn/giờ v,v…Khi đo lưu lượng chất khí để nhận được kết quả đo không phụ thuộc vàoáp suất và nhiệt độ của dòng khí , người ta biểu diễn nó thành đơn vị thể tíchqui đổi về điều kiện tiêu chuẩn , ở nhiệt độ tc =20độ C và áp suất bằng 101325Pa ( tương đương với 760 mm thủy ngân ) và độ ẩm tương đối bằng 0%.1.1.2 Cảm biến đo mứcNgười ta gọi mức là chiều cao điền đầy các chất lỏng hay các hạt trongcác thiết bị công nghệ .Mức của môi trường làm việc là một tham số côngnghệ, thông tin về nó dùng để kiểm tra chế độ làm việc của các thiếtv bị côngnghệ, trong một số trường hợp dùng để điều khiển các quá trình sảnxuất.Bằng phép đo mức có thể nhận được thông tin về khối lượng chất lỏngchứa trong các bể.Các thông tin tương tự được sử dụng rộng rãi trong quátrình kiểm kê hàng hóa và điều khiển quá trình sản xuất.Đơn vị đo mức là đơnvị đo chiều dài .Người ta chia phép đo mức thành: đo mức môi trường làm việc, đo khốilượng chất lỏng trong các thiết bị công nghệ,truyền tín hiệu mức của mốitrường làm việc . Theo phạm vi đo người ta chia thành phạm vi đo rộng vàhẹp.Phạm vi đo rộng(giới hạn từ 0,5-20m) dùng cho các quá trình kiểm kêhàng, còn phạm vi đo giới hạn từ(0-100mm) hay (0-450mm) thường dùngtrong hệ thống điều chỉnh tốc độ.Hiện nay phép đo mức được thực hiện trong nhiều lĩnh vực công nghệtheo những nguyên lý hoạt động khác nhau,nhưng phổ biến nhất là phép đomức bằng cột nước thủy tĩnh,cảm biến điện…CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN2.1-Yêu cầu đề tài2.1.1 Tổng quan về phương pháp đo lưu lượng chất lưuĐo lưu lượng đóng 1 vai trò quan trọng không chỉ nó phục vụ cho mụcđích kiểm kê đo đếm mà còn bởi vì ứng dụng của nó trong hệ thống tự độnghóa các quá trình sản xuất, chính vì vậy hiểu rõ về phương pháp đo, cũng nhưnắm vững các đặc tính của thiết bị đo lưu lượng là điều hết sức cần thiết.Lưu lượng kế là cảm biến không thể thiếu để đo lưu lượng của chấtkhí,chất lỏng hay hỗn hợp khí lỏng trong các ứng dụng công nghiệp như:thựcphẩm, nước giải khát, dầu mỏ, khí đốt , hóa chất , dược phẩm, sản xuất điện,xi măng…Trên thị trường, các loại lưu lượng kế rất đa dạng và luôn sẵn cócho bất kỳ ứng dụng công nghiệp hay dân dụng nào.Việc chọn lựa cảm biến đo lưu lượng loại nào cho ứng dụng cụ thểthường dựa vào các đặc tính chất lỏng (dòng chảy 1 hay 2 pha, độ nhớt độđậm đăc….) dạng dòng chảy (chảy tầng, chảy tiếp, chảy hỗn loạn) dải lưulượng và yêu cầu độ chính xác phép đo.các yếu tố khác như các hạn chế về cơkhí và kết nối đầu ra mở rộng cũng sẽ ảnh hưởng đến quyết định lựa chọnnày. Nói chung độ chính xác của lưu lượng kế còn phụ thuộc vào cả môitrường đo xung quanh các ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ, chất lỏng, khí haybất kỳ tác động bên ngoài nào đều có thể ảnh hưởng đến kết quả đo.Cảm biến đo lưu lượng trong công nghiệp được lắp đặt ở môi trườngnhiễu cao và thường bị xung áp, điều này đòi hỏi các cảm biến đo lưu lượngphải hoạt động bình thường cả với xung điện áp và bù được nhiều để đảm bảođưa ra tín hiệu đo với độ chính xác cao.2.1.2 Nguyên lý vận hành hệ thống.-Máy bơm hoạt động bơm nước vào đường ống đường kính 18cm chạy ra bểchứa cao 2m .Trên thân ống lắp đặt thiết bị cảm biến đo lưu lượng dòng chảyvới mục đích đo và kiểm soát lưu lượng.-Nước vào bể chứa,trong bồn chứa lắp đặt thiết bị đo mức với dải đo liên tục,nhằm kiểm soát mực nước trong bể và tự động xuất tín hiệu ra bơm để điềukhiển máy bơm đóng, ngắt tự động.-Van có tắc dụng mở nước cho quá trình tiếp theo.2.1.3 Các phương án lựa chọn cảm biến đo và điều khiển lưu lượng:Chúng ta có thể lựa chọncảm biến theo nhu cầu sử dụng với các tiêu chínhư : ứng dụng, độ chính xác , giá thành với các thông số cần đo “lưu lượngchảy trong đường ống và mức nước trong bồn” mà chúng ta có thể lựachọn các loại cảm biến sau:2.1.3.1 các phương án lựa chọn cảm biến đo lưu lương:-Công tơ tốc độ-Công tơ thể tích-Lưu lượng kế mao dẫn-Lưu lượng kế điện từ-Cảm biến siêu âm …Qua tìm hiểu hệ thống thì nhóm chúng em đã lựa chọn một số loại cảmbiến phù hợp với hệ thống đo lưu lượng.-Cảm biến lưu lượng kế điện từ.2.1.3.2 các phương án lựa chọn cảm biến đo mức.-Cảm biến đo mức kiểu phao-Cảm biến đo mức kiểu điện dung-Cảm biến đo mức kiểu siêu âmQua tìm hiểu hệ thống thì nhóm đã lựa chọn một số loại cảm biến phùhợp với hệ thống đo mức :-Cảm biến đo mức kiểu phao.2.1.5 Các loại cảm biến lựa chọn .2.1.5.1 Cảm biến lưu lượng điện từNguyên lý hoạt động của lưu lượng kế điện từ dựa trên định luật cảm ứngđiện từ của Farađây. Khi có đây dẫn chuyển động trong từ trường cắt cácđường sức, trong dây dẫn cảm ứng một sức điện động tỉ lệ với tốc độ chuyểnđộng của dây dẫn.Nếu ta dùng một chất lỏng dẫn điện chảy qua giữa hai cựccủa 1 nam châm và đo sức điện động sinh ra trong chất lỏng, thì có thể xácđịnh được tốc độ dòng chảy hay lưu lượng thể tích.Sơ đồ chỉ ra trên hình 1.Hình 1:Giữa 2 cực N và S của một nam châm người ta đặt một đoạn ống kim loạikhông từ tính (3) vuông góc với đường sức của từ trường.Mặt trong của ống (3) phủ một lớp vật liệu cách điện( sơn êmay, thủy tinhhữu cơ). Trong mặt phẳng vuông góc với đường sức , người ta đặt 2 điện cực(1) và (2).Các điện cực nối với đồng hồ đo (4) milivon kế hay điện thếkế.Suất điện động cảm ứng trong từ trường không đổi là :E= B.W.D=B: Cường độ tự cảm.W: Tốc độ trung bình của dòng chảy .D là đường kính trong của ống dẫn.Q: là lưu lượng thể tích của chất lỏng.KHi B=const thì sđđ phụ thuộc tuyến tính vào lưu lượng thể tích của chấtlỏng.Lưu lượng kế điện từ dùng để đo các chất lỏng có độ điện dẫn không nhỏhơn 10-5 cộng trừ 10-6 simen/m.Nhược điểm chủ yếu của lưu lượng kế có từ trường không đổi là suất hiệntrên các điện cực sđđ Galvanic và sđđ phân cực làm yếu cảm ứng hữu ích làmtăng sai số của phép đo .Sđđ ký sinh phân cực thực tế có thể loại trừ khi dùngnam châm điện xoay chiều. Trong trường hợp này sđđ cảm ứng:E=4QBmaxsin(2.f.T/(.D))Bmax: gía trị biên độ lớn nhất của từ cảm.Nhưng dùng nam châm xoay chiều lại tạo ra một số hiệu ứng làm méo tínhiệu hữu ích . Mặc dù vậy trong công nghiệp người ta vẫn dùng lưu lượng kếnam châm xoay chiều . Chúng có ưu điểm: trước hết khi đo lưu lượng thể tíchkhông phải đo tỉ trọng chất lỏng . Ngoài ra ,sự chỉ thị của lưu lượng kế khôngchịu ảnh ngoài đưa vào chất lỏng: các phân tử hạt , bọt khí và ngay cả cáctham số của dòng chất lỏng(áp suất, nhiệt đô, độ nhớt,tỉ trọng,….). Nếu chúngkhông làm thay đổi độ điện dẫn của chất lỏng.Lưu lượng kế điện từ hiện nay cho phép đo lưu lượng trong phạm vi rộngtừ 1-2500m3/h cho các ống dẫn có đương kính từ 10-1000mm với tốc độchuyển động từ 0,6-10m/s cấp chính xác của lưu lượng kế là :1:2,5.Cảm biến đo lưu lượng được chọn là:**Một số hình ảnh thực tế của một số hãng : ALIA-USA, Emerson, Krohne10Đồng hồ lưu lượng kiểu điện từ MAG series– Sản phẩm được thiết kế vàsản xuất dựa theo tiêu chuẩn tiên tiến hàng đầu của Châu Âu giúp cho hệthống bơm nước của bạn luôn được duy trì khả năng hoạt động ổn định, bêncạnh đó việc sử dụng đồng hồ MAG series còn giúp bạn dễ dàng phát hiện ranhững hư hỏng, sự cố của hệ thống .Đặc điểm:+Đồng hồ lưu lượng điện từ MAG series dùng để đo lưu lượng và thể tíchnước dẫn bằng điện.+Cải tiến việc quản lý tín hiệu phát ra bằng điện cực, cho phép việc đo lườnglà vô cùng chính xác trong một khoảng lưu lượng vô cùng lớn, bao gồm cảlưu lượng dòng chảy ngược. Việc dùng 3 điện cực bên trong cho phép khoảngsai số thấp hơn 2% tốc độ lưu lượng giữa 0.2m/s và 10m/s. Loại đồng hồ nàycòn có thể báo động khi đường ống bị nứt hay rò rỉ.+Tất cả những đặc điểm đó được kết hợp với độ giảm áp suất rất thấp và cóthể lắp đặt đồng hồ ở nhiều vị trí đa dạng khác nhau, thích hợp để sử dụngtrong ngành thực phẩm, khu công nghiệp hóa chất cũng như các công trình xửlý nước.Thông số kỹ thuật:+Đường kính: DN15 -> DN2000+Áp lực: PN1011+Mặt bích: UNIEN 1092+Cấp bảo vệ IP: IP68+Tốc độ dòng chảy tối đa: 10m/s+Bạc lót PTFE+Nhiệt độ dòng tối đa PTEF -40độ -> +180 độ C+Vật liệu mặt bích Thép Carbon+Nguồn điện cấp 24V+Dựa theo tiêu chuẩn ISO 6817 EN 14342.1.5 .2 Cảm biến đo mức kiểu phao.Đo mức bằng phao là cách đơn gian nhất . Nó có thể đo mức trong phạmvi hẹp và rộng . Thiết bị để đo mức trong phạm vi hẹp thường dùng các phaohình cầu và đường kính 80-200mm bằng thép không gỉ . Phao nổi trên mặtchất lỏng và qua một thanh nối có miếng phớt đệm đặc biệt, rồi nối với mộtkim chỉ thị hoặc một bộ biến đổi góc thành tín hiệu điện hay khí nén.Đo mức ở phạm vi hẹp có hai kiểu : Kiểu đặt qua mặt bích hay trong bình đonước tùy theo khả năng của các thiết bị công nghệ . phạm vi đo nhỏ nhất củathiết bị đo mức này là từ -10 đến 10 mm và lớn nhất từ -200 đén +200 mmcấp chính xác là 1,5.12Phao đo mức trong phạm vi rộng gồm phao (1) nối với đối trọng (5) bằngdây mềm (2) qua các ròng rọc (3), (4). Khi mức chất lưu thay đổi, Phao 1nâng lên hoặc hạ xuống làm quay rồng rọc (4), một cẩm biến vị trí gắn ở trụcquy của ròng rọc sẽ cho tín hiệu tỉ lệ với mức chất lưu. Khi tính toán đo mứcbằng phao, ta phải chọn cấu trúc của phao sao cho đảm bảo hệ thống “phaođối tượng” chỉ xác định theo độ sâu của phao . Khi bỏ qua trọng lượng dâydẫn và ma sát của ròng rọc ta có phương trình cân bằng:Gr =Gph-S.h1.rôl .gGr : là trọng lượng của đối trọngGph: trọng lượng phaoS: diện tích phaoh1: chiều sâu nhúng chìm của phaorôl: tỷ trọng của chất lỏngGiới hạn phạm vi đo nhỏ nhất từ 0-12m và lớn nhất từ 0-20m sai số tuyệtđối của phép đo là +-1 đến +-10Cảm biến đo mức kiểu phaoCông tắc phao KWS-3MCông tắc phao KWS-3M13Ứng dụng Công tắc phao KWS-3M cho hệ thống bơm nước, tự động kiểmsoát mực nước trong bồn đứngỨng dụng Công tắc phao KWS-3M trong hệ thống bơm đầy cho bể nước(Khi bể cạn nước phao sẽ đóng điện cho bơm hoạt động, khi bể đầy nướcphao sẽ ngắt điện để tắt bơm)Thông số kĩ thuật công tắc phao KWS-3M:* Điện áp 220 – 250V AC / 50HZ* Dòng chịu tải max của tiếp điểm công tắc phao:.15A : Tải điện trở ( đèn dây tóc ).8A: Tải điện cảm ( motor)* Công suất motor : 2HP hoặc 1500 W* Nhiệt vận hàng tối đa : 80 độ* Cấp độ bảo vệ ( kín nước và bụi ) : IP 68* Dây cáp 3 mét142.1.6 Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến và tính toán xử lý đo tín hiệu đầu ra củacảm biến để tác động đến các đôi tượng điều khiển15vanCảm biến đo mứcCảm biến đo lưu lượng16Hình ảnh minh họa hệ thống2.1.7 Đánh giá về sai số của hệ thống-Các bộ cảm biến cũng như các dụng cụ đo lường khác, ngoài đại lượng cầnđo (cảm nhận) còn chịu tác động của nhiều đại lượng vật lý khác gây nên saisố giữa giá trị đo được và giá trị thực của đại lượng cần đo.-Gọi là độ lệc tuyệt đối giữa giá trị đo và giá trị thực x là sai số tuyệt đối:saisố tương đối của cảm biến được tính bằng công thức :Sai số của bộ cảm biến mang tính chất ước tính bởi vì không thể biếtchính xác giá trị thực của đại lượng cần đo.Khi đánh giá sai số của cảm biến,người ta phân làm 2 loại : sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống.Sai số hệ thống là sai số không phụ thuộc vào số lần đo, có giá trị khôngđổi hoặc thay đổi chậm theo thời gian đo và thêm vào một độ lệch không đổigiữa giá trị thực và giá trị đo được.Sai số hệ thống thường do sự thiếu hiểubiết về hệ thống đo, do điều kiện sử dụng không tốt gây ra.Các nguyên nhângây ra sai số hệ thống có thể là:-Do nguyên lý của cảm biến-Do giá trị của đại lượng chuẩn không đúng-Do đặc tính của bộ cảm biến-Do điều kiện và chế độ sử dụng-Do sử lý kết quả đoSai số ngẫu nhiên là sai số xuất hiện có độ lớn và chiều không xác định.Tacó thể dự đoán một số nguyên nhân gây ra sai số ngẫu nhiên nhưng không thểdự đoán được độ lớn và dấu của nó.Những nguyên nhân gây ra sai số ngẫunhiên có thể là:-Do sự thay đổi đặc tính của thiết bị-Do tín hiệu nhiễu bay ra-Do các đại lượng ảnh hưởng không được tính đến khi chuẩn cảm biến.Có thể khắc phục 2 loại sai số trên bằng một số biện pháp thích hợp như:17-Bảo vệ các mạch đo để tránh ảnh hưởng của nhiễu: tự động điều chỉnh điệnáp nguồn nuôi:bù ảnh hưởng cảu nhiệt đô, tần số ,vận hành đúng chế độ hoặcthực nghiệm phép đo lường thống kê…..2.2-Các hướng giải quyếtCác phương án lựa chọn cho cảm biến đo lưu lượng:-Công tơ thể tích-Công tơ tốc độ- Lưu lượng kế mao dẫn- Lưu lượng kế điện từ-Cảm biến siêu âmCác phương án lựa chọn để đo mức-Cảm biến đo mức kiểu phao : phao đứng, phao cầu, phao tru- Cảm biến áp suất vi sai2.3-Lý do chọn thiết kế2.3.1 Các cảm biến lựa chọn cho hệ thốngQua việc tìm hiểu hệ thống đo và điều khiển lưu lượng, những phương ánlựa chọn hệ thống và giới hạn điều kiện của bài tập lớn nhóm em lựa chọncảm biến như sau:-Cảm biến lưu lượng kế điện từ-Cảm biến đo mức kiểu phao dạng phao cầu2.3.2 Lý do lựa chọn cảm biếnNhóm em lựa chọn cảm biến như trên bởi vì:Cảm biến phù hợp với vị trí trên từng khâu của hệ thống, lắp giáp đơngiảnCác cảm biến hoạt động ổn định, có tính chính xác caoDễ bảo hành sửa chữa khi gặp sự cốGiá thành phù hợp2.4- Tính chọn thiết bị2.4.1 Tính chọn van18-Được đóng mở bằng tín hiệu từ bộ xử lý trung tâm và có thể đóng mở bằngtay trong trường hợp cần khóa nước để sửa chữa,lắp đặt hệ thống sau van .-Chất liệu:có sức bền cơ học tốtVan điều khiển đóng/mở – On/Off Control Valves2.4.2- Bơm19Công dụng : để trong nước bơm đẩy cao.Công suất : 35w.Đẩy cao : 2,3m.Lưu lượng tối đa : 2000 lit/hKích thước : 130 x 92 x 125mm2.4.3-Bồn chứa-Tổng dung tích 3000 lít-Chất liệu: inox-Cách lắp đặt:bồn chứa được đặt thẳng đứng và đặt trên giá bằng inox khônggỉ vững chắc và có độ cao đủ lớn so với mặt đất để tạo áp lực nước lớn cungcấp cho hệ thống.2.4.4-Ống dẫn-Chất liệu: inox hoặc thép không gỉ.-Đường kính ống:18cmCHƯƠNG 3: KẾT LUẬN3.1-Các kết quả đạt đượcTrong quá tình làm bài tập lớn chúng em đã :20Hiểu thêm được nguyên lý hoạt động của một số cảm biến chuyên dụngtrong sản xuất.Biết được các cảm biến thường được sử dụng trong công nghiệp.Biết tính toán và thiết kế , các sơ đồ nối dây , sơ đồ xung của một sốloại cảm biến.Biết sử lý tình huống khi có yêu cầu được đề ra.Rèn luyện được một số kỹ năng tìm kiếm tài liệu và xử lý thông tin.Nâng cao được khả năng làm việc theo nhóm ……3.2-Các hạn chế khi thực hiệnTrong khi thực hiện làm bài tập nhóm em gặp khó khăn:Không được tham quan thực tế mà chỉ dựa nhiều trên sách vở vàinternet.Khó khăn trong việc lựa chọn cảm biến.Khó khăn trong việc thiết kế và lựa chọn cảm biến….3.3 Biện pháp khắc phục.Dựa trên những ưu ,nhược điểm khi làm bài tập,những khó khăn vấp phảikhi thiết kế tính toán cảm biến lắp đặt vào trong hệ thống. nhóm chúng em đãcó những biện pháp khắc phục sau:Xem các tài liệu trên sách vở và internet, video trên mạng về các môhình sản xuất có chứa cảm biến cần tìm hiểu.Hỏi kinh nghiệm lựa chọn cảm biến của các người có chuyên môn .Dựa trên những hạn chế của cảm biến để lựa chọn áp đặt phù hợp vàohệ thống sản xuất.Đi tham quan thực tế các mô hình trong đời sống để lấy kinh nghiệmTài liệuvà hình ảnh tham khảo :- Giáo trình đo lường & cảm biến ( Thầy Nguyễn Văn Phương chủbiên )- Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường & điều khiển ( NXB Khoahọc và Kỹ thuật , 2001 )21Mục lụcCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THIẾT KẾ1.1 Tổng quan về hệ thống đo lưu lượng:1.1.1 Khái niệm chung về cảm biến đo lưu lượng1.1.2 Cảm biến đo mứcCHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN2.1-Yêu cầu đề tài2.1.1 Tổng quan về phương pháp đo lưu lượng chất lưu2.1.2 Nguyên lý vận hành hệ thống.2.1.3 Các phương án lựa chọn cảm biến đo và điều khiển lưulượng2.1.5 Các loại cảm biến lựa chọn .2.1.6 Thiết kế vị trí lắp đặt cảm biến và tính toán xử lý đo tínhiệu đầu ra của cảm biến để tác động đến các đôi tượng điều khiển2.1.7 Đánh giá về sai số của hệ thống2.2-Các hướng giải quyết2.3-Lý do chọn thiết kế222.3.1 Các cảm biến lựa chọn cho hệ thống2.3.2 Lý do lựa chọn cảm biến2.4-Tính chọn thiết bị2.4.1- Van2.4.2- Bơm2.4.3-Bồn chứa2.4.4-Ống dẫnCHƯƠNG 3: KẾT LUẬN3.1-Các kết quả đạt được3.2-Các hạn chế khi thực hiện3.3-Biện pháp khắc phục……………………………………………………………………23

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply

Đỉnh Review
Logo