Создание и обслуживание сложных автоматизированных производств требует наличия и внедрения современных средств контроля за технологическими процессами, без которых невозможно получать информацию о состоянии оборудования и иных важных аспектах производственного цикла.
На современном этапе автоматизации производства в промышленности, строительстве и энергетике возрастает роль высокочувствительных датчиков и приборов для контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Важно, чтобы это были конструктивно простые, надежные и устойчивые к внешней среде устройства, способные непрерывно функционировать в меняющихся производственных условиях.
Приоритеты и сложности
Наиболее востребованы такие приборы в топливно-энергетическом комплексе – одном из самых приоритетных направлений в экономике страны. Многие процессы постоянно совершенствуются и автоматизируются, поэтому приходится решать множество задач по контролю над рабочими параметрами. Количество рабочей среды, уровень, плотность, расход, границы раздела газообразной и жидкой среды – все это можно проконтролировать с помощью высокоточных датчиков. Важно, чтобы приборы по контролю за технологическими процессами могли функционировать при высоких рабочих температурах и в условиях постоянного механического воздействия. Так, популярной проблемой стала сложность автоматизации производства на тепловых электростанциях. Проблема связана с отсутствием стабильных устройств контроля над уровнем сыпучих материалов в системах золоудаления и топливоподачи. Возникают сложности при замерах вязкости мазута, плотности водоугольной смеси. Все это в комплексе вызывает поломки технологического оборудования, снижение надежности энергоснабжения и ухудшение экологической обстановки в регионе.
Чтобы решить эту проблему, нужны высокочувствительные приборы для контроля и управления технологическими процессами, способные работать в условиях сильного теплового и механического воздействия. Производители измерительного оборудования стараются предлагать новые конструктивные решения, разрабатывая многофункциональные и надежные в эксплуатации датчики для различных сфер промышленности.
Классификация приборов контроля
В России и за ее пределами активно используются электромеханические первичные преобразователи, работающие по принципу пьезоэлектрического возбуждения. Такие приборы имеют привлекательные метрологические, массогабаритные, эксплуатационные и ценовые показатели. Анализ построения таких устройств позволяет выделить два приоритетных направления в их разработке:
- Принцип работы пьезорезонансных датчиков основан на резонансном режиме элементов, которые обеспечивают акустическую развязку колебательной системы и элементов конструкции датчика. Чувствительность устройств основана на модуляции параметров колебательной системы преобразователя. Приборы и методики контроля не просто стали популярны на практике, но и выделены в отдельное научное направление.
- Приборы ультразвукового контроля предназначены для использования в жестких условиях. Датчики используют не резонансные режимы излучателей и приемников акустического сигнала, демпфируют колебания. Принцип работы основан на том, что многие контролируемые физические величины изменяются в зависимости от условий среды, через которую проходит ультразвуковой сигнал.
