Elemente principale de automatizare: Traductoare, Organe de executie si reglare

Elemente principale de automatizare

a) Traductoare. Traductoarele constituie partea principala a instalatiilor automate de control, semnalizare, protectie si reglare automata. Traductorul este un dispozitiv care supus actiunii unui sistem fizic sau tehnic, stabileste o corespondenta univoca intre valorile unei marimi (de exemplu temperatura, presiune, turatie etc.) spefice unui sistem, numita marime de intrare si valorile unei marimi de alta natura (de exemplu tensiunea electrica, curent electric etc.), specifice altui sistem, numita marime de iesire.

Traductorul realizeaza o transmitere si o transformare a informatiei. Sistemul de la iesire efectueaza operatii de masurare, de comanda, de control, de reglare etc. Marimea de iesire trebuie adecvata acestor scopuri si este, de obicei, electrica sau pneumatica.

Dupa modul de functionare se deosebesc traducatoare de temperatura, presiune, nivel, debit etc.

Traductoare de temperatura. Ca traductoare de temperatura se utilizeaza: termometre cu mercur si cu lichide; termorezistente si termocupluri cu semiconductori, elemente bimetalice etc.

Termometrul cu rezistenta electrica este format dintr-un conductor de cupru sau de platina.

Functionarea termometrului se bazeaza pe variatia rezistentei electrice a conductorului, in raport de variatia temperaturii mediului. Cu ajutorul filetului, termometrul cu rezistenta electrica se fixeaza in capacul sau peretele aparatului, in care se masoara sau se regleaza temperatura.

Termorezistente cu semiconductori. Ca materiale pentru executarea termorezistentelor cu semiconductori se folosesc in principal, oxizi, nitrurile, carburile, sulfurile metalelor (mangan, nichel, fier, wolfram etc.), precum si germaniu, seleniu si siliciu.

Caracteristica termica a termorezistentei cu semiconductori consta in variatia rezistentei ei electrice in functie de temperatura.

Termocupluri. Termocuplurile au capatat o larga utilizare pentru masurarea si reglarea precisa a temperaturilor inalte. Avantajul consta in faptul ca pe langa posibilitatea masurarii temperaturilor inalte, pana la 2000sC, poseda o inertie mica, si au dimensiuni de gabarit mici.

Termocuplul este un sistem de doua conductoare metalice de natura diferita, care au cate un capat lipit intre ele, iar cele doua capete ramase libere lipite de un conductor de cupru.

Principiul de functionare a termocuplurilor se bazeaza pe efectul termoelectric. Termocuplurile folosite frecvent pentru masurarea temperaturilor sunt: platina-platina si rodiu pana la 1600sC; cupru-constantan pana la 500sC; fier-constantan, pana la 600sC; argint-constantan, pana la 600sC; nichel-crom-nichel, de la 300 la 1000sC; iridiu 50% si 50% rodiu, pana la 2000sC; iridiu - 90% si 10% rodiu, pana la 2300sC; wolfram - 75% si 25% molibden, pana la 2600sC.

Traductoare de presiune. Traductoarele de presiune se construiesc sub forma de tuburi (U), de balante hidrostatice inelare, membrane, arcuri tubulare cu o singura spira, cu mai multe spire, rezistente piezoelectrice etc.

Traductor de presiune inalta cu rezistenta piezoelectrica. Functionarea se bazeaza pe fenomenul variatiei rezistentei electrice a metalelor si semiconductoarelor sub actiunea presiunii hidrostatice.

Se foloseste o spirala de manganin. Traductoarele de nivel, electrice. Cel mai simplu traductor electric este redarea a doua contacte la cresterea nivelului lichidului. Traductoarele cu suntarea rezistentei se bazeaza faptul ca rezistenta imersata intr-un lichid conductor de electricitate isi variaza valoarea ei in functie de inaltimea nivelului, ca urmare a actiunii de suntare.

Traducatorul de nivel, termic se executa pe baza de termorezistenta electrica cu semiconductori. Termorezistenta se plaseaza in rezervorul de controlat la o inaltime corespunzatoare nivelului necesar. Ridicarea nivelului lichidului face sa treaca termorezistenta electrica din mediul gazos in mediul lichid, ceea ce determina schimbarea conditiei de cedare a caldurii si a valorii rezistentei electrice a termorezistentei.

Toate traducatoarele electrice neizolate fata de mediul supus controlului pot fi folosite pentru controlul nivelului lichidelor combustibile numai la o tensiune a curentului, nepericuloasa.

Traductoare pentru radiatie. Ca traductoare pentru radiatii ultraviolete si infrarosii se utilizeaza celule fotoelectrice cu vid sau umplute cu gaze, cu efect fotoelectric exterior si fotorezistente cu efect fotoelectric interior.

La baza functionariii traductoarelor fotoelectrice sta efectul fotoelectric. Cel mai raspandit traductor de acest tip este fotorezistenta care poate functiona la curent continuu si alternativ.

b) Organe de executie si reglare. Ca organe de executie se pot utiliza diferite elemente dintre care fac parte si servomotoarele, iar ca organe de reglare supapele, ventilele, vanele, mufele, reostate de reglare etc.

Servomotorul se compune dintr-un cilindru si un piston. Presiunea lichidului de lucru de la amplificator deplaseaza pistonul in sus sau in jos, in functie de partea din care lichidul de lucru intra in cilindru. Deplasarile pistonului se transmit prin tija la organele de reglare.

O instalatie de masurat cu traductoare consta intr-un complex de aparate destinate masurarii. Ea se compune, de regula, din doua parti: elementul primar (traductorul) montat direct la locul de masurare si care emite informatii asupra valorii marimii masurate; dispozitivul secundar in care se prelucreaza informatia primita, care poate fi un releu, aparat indicator, aparat inregistrator etc.

Pentru comanda si semnalizare se folosesc relee de diferite tipuri conectate la iesirea traductoruli printr-un redresor, fie direct, fie in cazul folosirii releelr de curent continuu.