Разработка датчика измерения температуры воздуха в стволе шахты - Курсовая работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНИ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Тема: «Разработать датчик измерения температуры воздуха в стволе шахты»Измерение температуры получило наибольшее распространение при контроле нагрева и защите от перегрева подшипниковых узлов шахтных стационарных установок, приводных барабанов ленточных конвейеров, обмоток электрических машин; в шахтных котельных и калориферных установках; на обогатительных фабриках и других технологических процессах и установках. Значение этого параметра обусловливается средней кинетической энергией поступательного движения молекул данного тела. При соприкосновении двух тел, например газообразных, переход тепла от одного тела к другому будет происходить до тех пор, пока значения средней кинетической энергии поступательного движения молекул этих тел не будут равны.Температура воздуха подземных выработок согласно правилам безопасности по ведению горных работ должна быть не выше 25°; в случаях же более высокой температуры требуется принятие специальных мер для ее снижения. Резкая смена отдельных компонентов метеорологического фактора имеет значение как для рабочих, постоянно передвигающихся по выработкам, так и для лиц, занятых в забоях, поскольку им приходится длительное время находиться у ствола шахты в ожидании подъема на поверхность. На изменение температуры воздуха подземных выработок оказывают влияния следующие факторы: 1) температура воздуха на поверхности, 2) теплота сжатия, 3) теплота горных пород, 4) теплота от окисления угля, 5) испарение воды и осаждение водяных паров из воздуха, 6) прочие факторы (выделения тепла людьми, работа машин и др.). Температура воздуха подземных выработок зависит от температуры воздуха на поверхности, причем эта зависимость сохраняется при различной глубине шахты; чем меньше глубина шахты, тем резче выявляется эта зависимость. Теплота горных пород зависит от глубины их залегания; она оказывает влияние на температуру воздуха подземных выработок вследствие происходящего теплообмена между породами и воздухом, проходящим по выработкам.Для предотвращения обмерзания ствола, подъемных сосудов и канатов, а также создания нормальных климатических условий для работающих людей воздух, подаваемый в шахту в холодное время года, подогревается в калориферных установках. В одном контуре регулирования осуществляется поддержание температуры воздуха в стволе путем изменения соотношения горячего и холодного воздуха, а в другом контуре регулирования поддерживается на постоянном уровне температура теплоносителя на выходе из калорифера путем изменения его расхода через калорифер.Термоэлектрический метод измерения температур основан на строгой зависимости термоэлектродвижущей силы (термо-э. д. с.) термоэлектрического термометра от температуры. Они могут использоваться для измерения температуры от-200°С, но в области низких температур термоэлектрические термометры получили меньшее распространение, чем термометры сопротивления, рассматриваемые в гл. При измерении температуры термометр сопротивления погружают в среду, температуру которой необходимо определить. Зная зависимость сопротивления термометра от температуры, можно по изменению сопротивления термометра судить о температуре среды, в которой он находится. При этом необходимо иметь в виду, что длина чувствительного элемента у большинства термометров сопротивления составляет несколько сантиметров, и поэтому при наличии температурных градиентов в среде термометром сопротивления измеряют некоторую среднюю температуру тех слоев среды, в которых находится его чувствительный элемент.По характеру термоэлектродных материалов термоэлектрические термометры подразделяют на две группы: термоэлектрические термометры с металлическими термоэлектродами из благородных и неблагородных металлов; термоэлектрические термометры с термоэлектродами из тугоплавких соединений или их комбинаций с графитом и другими материалами. Термоэлектрические термометры первой группы являются наиболее распространенными, они широко вошли в практику технологического контроля и научно-исследовательских работ. Термоэлектрические термометры с термоэлектродами из благородных металлов, главным образом платиновой группы, широко применяют для измерения температур в области от 300 до 1800°С. В головке, снабженной крышкой и патрубком 5 с сальниковым уплотнением, помещена розетка 4 из изоляционного материала с зажимами для присоединения термоэлектродов 7 и проводов, соединяющих термометр с измерительным прибором или преобразователем. Длина погружаемой (монтажной) части в в среду, температуру которой измеряют, выполняется различной для каждого конкретного типа термоэлектрического термометра. калориферный преобразователь усилитель терморезисторИзмеренную температуру сначала преобразую в сопротивление R=f(t), сопротивление в напряжение U=f(R) и стабилизируем напряжение Uct=f(U). Для усиления сигнала выбираем неинвертирующий операционный усилитель ОУ с обратной связью К140УД17.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА И МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КАЛОРИФЕРНОЙ УСТАНОВКИ В ПРОЦЕССЕ НАГРЕВА ВОЗДУХА

2. ВЫБОР КОНТРОЛИРУЕМОГО ПАРАМЕТРА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАПАЗОНА ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ, ТРЕБОВАНИЙ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ К СРЕДСТВУ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В СТВОЛЕ ШАХТЫ

3. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПРОЦЕССЕ НАГРЕВА ВОЗДУХА КАЛОРИФЕРНОЙ УСТАНОВКИ

4. ВЫБОР МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОПИСАНИЕ ЕГО ПРЕИМУЩЕСТВ И НЕДОСТАТКОВ, ФИЗИЧЕСКОГО ЯВЛЕНИЯ. УРАВНЕНИЕ РАЗМЕРНОСТИ

5. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ. НАХОЖДЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ. РАСЧЕТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ПЕРВИЧНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

6. АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ И ТЕРМОРЕЗИСТОРА. УРАВНЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ

7. НАХОЖДЕНИЕ ГРАДУИРОВОЧНОЙ И РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК. ОЦЕНКА МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК (ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ, ПОГРЕШНОСТЬ, БЫСТРОДЕЙСТВИЕ И ДР.) ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ И ТЕРМОРЕЗИСТОРА

8. УСТАНОВКА ТЕРМОРЕЗИСТОРА В КАЛОРИФЕРНОЙ УСТАНОВКЕ

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОРЕЗИСТОРА. РАБОТА ТЕРМОРЕЗИСТОРА В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

10. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ ТЕРМОРЕЗИСТОРА

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ