Электронные системы газового анализа
Газоанализатор АПС14-01 – это портативный измерительный прибор с автономным питанием, предназначенный для определения газового состава (объёмной доли О2, СО, NO, NО2, SO2) и температуры продуктов сгорания (дымовых газов), выбрасываемых топочными агрегатами (котлами) и двигателями внутреннего сгорания в окружающую среду, а так же для определения давления и разряжения в дымоходах и вентиляционных трактах вышеуказанных агрегатов.
Газоанализатор производит расчет следующих параметров, характеризующих эффективность работы агрегата: содержания СО2 в продуктах сгорания, коэффициента избытка воздуха (α), потери тепла с уходящими газами (q2) и коэффициента полезного действия сгорания топлива (КПД).
Основные характеристики газоанализатора в таблицах 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1
Метрологические характеристики газоанализатора
| Измеряемые параметры | Значение |
| Диапазон измерения объёмной доли кислорода (О2) | 0 до 25 % |
| Диапазон измерения объёмной доли оксида углерода (СО) | 0 до 0,4 % |
| Диапазон измерения объёмной доли моноксида азота (NО)* | 0 до 0,2 % |
| Диапазон измерения объёмной доли диоксида азота (NО2)* | 0 до 0,04 % |
| Диапазон измерения объёмной доли диоксида серы (SО2)* | 0 до 0,2 % |
| Диапазон измерения температуры окружающей среды | 0 oC до 50 oC |
| Диапазон измерения температуры дымовых газов** | 0 oC до 1000 oC |
| Диапазон измерения давления (разряжения) | -1 до 9,99 кПа |
| Время установления показаний газоанализатора на уровне 0,9 по каналу О2 | не более 30 секунд |
| Время установления показаний газоанализатора на уровне 0,9 по каналам СО, NО, NО2 и SО2 | не более 60 секунд |
| Время полного установления показаний газоанализатора | < 3 минут |
|
|
|
Таблица 3.2
Пределы допускаемой основной погрешности измерения
| Объёмная доля O2 | абсолютная, не более ±0,2 % | |
| Объёмная доля CO | от 0 до 0,03 % | абсолютная, не более ±0,003 % |
| свыше 0,03 % | относительная, не более ±10% | |
| Объёмная доли NO | от 0 до 0,02 % | абсолютная, не более ±0,002 % |
| свыше 0,02 % | относительная, не более ±10% | |
| Объёмная доли NO2 | от 0 до 0,01 % | абсолютная, не более ±0,001% |
| свыше 0,01 % | относительная, не более ±10% | |
Продолжение таблицы 2.8
| Объёмная доли SO2 | от 0 до 0,02 % | абсолютная, не более ±0,002 % | ||
| свыше 0,02 % | относительная, не более ±10% | |||
| Температура окружающей среды | абсолютная, не более ±3 oC | |||
| Температура дымовых газов
| от 0 oC до 600 oC | абсолютная, ± 3 oC | ||
| свыше 600 oC | относительная, ±0,5 % | |||
| Давление
| абсолютная, ± 0,05 кПа | |||
На передней панели газоанализатора расположены следующие функциональные элементы:
Дисплей - все измеряемые, расчетные и вводимые оператором значения, диалоговые меню и системные сообщения газоанализатора отображаются на дисплее газоанализатора. Клавиатура газоанализатора состоит из четырех клавиш, предназначенных для включения, выключения и управления работой газоанализатора.
Разъём «t» предназначен для подключения термопары зонда-пробоотборника. Разъём «DC» предназначен для подключения зарядного устройства. Разъём «RS232» типа DB9 предназначен для соединения газоанализатора с принтером или компьютером.
Входные штуцеры «←» и «Р» в процессе работы соединяются гибким шлангом с выходом устройства предварительной очистки газа.
Зонд-пробоотборник предназначен для отбора и транспортировки топочных газов в устройство предварительной очистки и для измерения их температуры посредством встроенной термопары NiCr-Ni. Пробоотборная трубка зонда и герметичный кожух термопары выполнены из тугоплавкой нержавеющей стали, что позволяет производить долговременные замеры при температуре 600 oС, а кратковременно и до 1000 oС. Пробоотборная трубка с размещенной внутри неё термопарой присоединены к металлической рукоятке зонда. С противоположного конца рукоятки зонда присоединен гибкий шланг длиной 3 м, с размещенными в нем компенсационным проводом термопары и газоотводной трубкой, подсоединяемыми к разъёму «t» газоанализатора и входу устройства предварительной очистки газа соответственно.
|
|
|
В основе работы газоанализатора лежит метод измерения концентраций газов при помощи первичных электрохимических преобразователей (сенсоров), каждый из которых обладает избирательной чувствительностью к одному определенному газу. Электрические токовые сигналы сенсоров преобразуются в напряжение, усиливаются, подвергаются аналого-цифровому преобразованию, затем, посредством цифровой обработки в микропроцессорном устройстве, измеренные значения концентраций газов и расчетные параметры выводятся на дисплей газоанализатора. В стандартном исполнении газоанализатор производит расчет эффективности сгорания топлива в соответствии с методикой Равича.
Газоанализатор состоит из пяти основных функциональных узлов: панели управления и индикации, сенсорной ячейки, аналоговой платы, платы АЦП, платы микроконтроллера.
|
|
|
Дымовые газы поступают под действием насоса газоанализатора через зонд-пробоотборник и устройство предварительной очистки в сенсорную ячейку газоанализатора и, проходя через неё с постоянным давлением и объёмным расходом, воздействуют на газочувствительные мембраны электрохимических сенсоров. Схема питания сенсоров и усиления их выходных сигналов расположена на аналоговой плате. Усиленные аналоговые сигналы сенсоров поступают на плату АЦП, где кроме аналого-цифрового преобразователя размещены так же интегральный датчик давления, соединенный с входным штуцером давления и усилитель термо-ЭДС термопары, выходные сигналы которых так же поданы на соответствующие входы АЦП. Кроме этого, на плату АЦП поступает сигнал от аналогового датчика температуры холодного конца термопары, который так же интерпретируется, как температура окружающей среды и напряжение с аккумулятора для контроля его заряда. Цифровой сигнал, содержащий информацию о потенциалах электрохимических сенсорах, давлении и температуре топочных газов, с платы АЦП поступает на плату микроконтроллера. На плату микроконтроллера так же поступает сигнал от цифрового датчика температуры сенсорной ячейки, необходимый для температурной компенсации сигналов от сенсоров. Посредством сканирования клавиатуры, расположенной на панели управления и индикации, микроконтроллер осуществляет включение, выключение и управление режимами работы газоанализатора. Результаты измерения и сообщения диалоговых меню отображаются на дисплее панели управления и индикации. На плате микроконтроллера также расположена батарея, питающая часовой таймер газоанализатора, обеспечивающий работу встроенных часов реального времени.
Порядок выполнения работы
На стадии подготовки к работе необходимо изучить методическую литературу и заполнить шаблон отчета.
Используя лабораторное оборудование, изучить конструкцию и работу максиметра, пиметра, индикатора по определению параметров работы цилиндров двигателя. Выполнить выбор пружины индикатора для исходных данных, выданных преподавателем.
Необходимо произвести запуск двигателя 6Ч12/14
1.Подготовить для запуска двигателя обслуживающие его системы (топливную, систему смазки, систему охлаждения, систему пуска).
2. Подать электропитание на навесной насос смазки.
3. Провернуть двигатель валоповоротным устройством.
4. Прокачать двигатель маслом, включив маслопрокачивающий насос МЗН 2. При достижении давления масла 1,5 -2,00бар нажать на щитке управления кнопку ПУСК.
5. На работающем двигателе осуществлять контроль его работы по приборам.
Перечисленные процедуры выполняются каждым студентом из подгруппы. На работающем двигателе произвести замеры основных параметров рабочего процесса. Значения занести в таблицу и дать оценку полученным результатам. Произвести замеры: максимальное давление сгорания Pz, частоту вращения коленчатого вала, среднее давление по времени в цилиндре Pt.
Содержание отчета
Отчет должен содержать цели и задачи работы, назначение и конструктивные схемы приборов, принцип работы, порядок определения параметров цилиндров двигателя с помощью приборов. Результаты замеров и оценку погрешности полученных результатов. Вся необходимая информация заносится в шаблон отчета в специально отведенные для этого графы.
Контрольные вопросы
1. Какие наиболее распространенные приборы для используются для определения максимального давления сгорания.
2. Устройство максиметра.
3. Какие параметры характеризуют работу цилиндров двигателя?
4. Как можно определить давление в конце сжатия?
5. Как устроен механический индикатор?
6. Типы механических индикаторов, основные отличия.
7. Подбор индикатора по частоте вращения, частота собственных колебаний индикатора.
8. Процесс снятия индикаторной диаграммы.
9. Снятие индикаторной гребенки.
10. Основные причины искажения индикаторной диаграммы.
11. Для чего выполняется индицирование двигателя?
12. Определение Pi по индикаторной диаграмме.
13. Расчет Ni по заданному значению Pi.
14. Какие допускаются неравномерности Рi, Рz, Рc, Рt?
15. Периодичность контроля работы параметров.
16. Какие бывают пиметры.
17. Отличия Рt от Рi.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Конкс Г.А., Лашко В.А. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта / Г.А Конкс, В.А.Лашко // Учебное пособие. – М.: Машиностроение, 2005. – 512с.
2. Ивановский В.Г., Корнилов Э.В., Афанащенко В.Н., Кобзарь В.М. Топливная аппаратура систем впрыска топлива в цилиндры дизелей (Устройство, эксплуатация) / В.Г.Ивановский, Э.В. Корнилов, В.Н. Афанащенко, В.М. Кобзарь. – Одесса: Феникс, 2005. – 160с.
3. Федоровский К. Ю. Автоматический контроль и диагностика судовых дизелей / К. Ю. Федоровский // Справочное пособие. – Севастополь: СевНТУ, 2006. – 56 с.
Литературный редактор
………………
Технический редактор
………………
______________________________________________________
Подписано к печати __.__.__. Изд. № _/__. Зак. ……/2015. Тираж 50
Объем _,__ п.л. Усл. печ. л. _,__ Уч.-изд. л. _,__
4. Формат бумаги 60 х 84 1/16
______________________________________________________
РИИЦМ ФГБАУВО «Севастопольский государственный университет»
Литературный редактор
………………
Технический редактор
………………
______________________________________________________
Подписано к печати __.__.__. Изд. № _/__. Зак. ……/2015. Тираж 50
Объем _,__ п.л. Усл. печ. л. _,__ Уч.-изд. л. _,__
Формат бумаги 60 х 84 1/16
______________________________________________________
РИИЦМ ФГБАУВО «Севастопольский государственный университет»
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 282; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!