Х а б а р ш ы с ы в е с т н и к государственного
Е.Т. Абильмажинов, Д. Қуанышұлы
жүктеу/скачать 7,72 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- In-process set intercommunication between the coefficient of эквивалнетности, service of factor
- И.Х. Кувантаев, А.И. Демьяненко
- Материал Удельная электрическая проводимость при 20 о С, Мсм/м
- КӨПКОМПОНЕНТТІ ӨНІМДЕРДІ САПАЛЫҚ СИПАТТАМАМЫМЕН БЕРІЛГЕН
- WITH PRESET QUALITY CHARACTERISTICS I.Kuvantaev, A.Demyanenko
- Д.В. Мясоедов, А.И. Демьяненко, А.Д. Золотов
Е.Т. Абильмажинов, Д. Қуанышұлы В работе установлены взаимосвязь между коэффициентом эквивалнетности, сервис фактора и фактора условий применения. Это позволяет выбрать оптимальный вариант редуктора привода. DURABILITY TAPERED ROLLER BEARING UNITS E.T. Abilmazhinov, D.Kuanyshuly In-process set intercommunication between the coefficient of эквивалнетности, service of factor and factor of terms of application. It allows to choose the optimal variant of reducing gear of drive.
УДК: 621.3.082.4 И.Х. Кувантаев, А.И. Демьяненко Государственный университет имени Шакарима города Семей УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПРОДУКТОВ С ЗАДАННЫМИ КАЧЕСТВЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ В статье дается обоснование применения бесконтактного способа возбуждения ультразвуковых колебаний в продукте с целью исследование его количественных и качественных характеристик. Ключевые слова: ультразвук, гомогент, акустика, контроль
Теоретические исследования показали, что поглощение звука существенным образом связано с внутренней структурой вещества, в частности жидкостей и вязко-пластичных материалов. Это обстоятельство позволяет рассматривать ультразвуковые методы измерения поглощения звука как методы исследования строения вещества, а также применять их для контроля различных физических и физико-химических показателей. В настоящее время появился ряд работ, в которых приводятся примеры определения акустических характеристик мясных продуктов и использования их для анализа качественного состава мяса и мясопродуктов. Так в [3, 4] приведены результаты исследования по измерению скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвука в фаршах и гомогенатах несоленого сырья, а именно мяса говядины и свинины. Полученные в [3] общие закономерности распространения ультразвуковых волн в биологических тканях позволяют получать информацию об их качественном составе (жир и белок). В работе приведены корреляционные зависимости акустических характеристик мясного гомогената от содержания в нем белка, жира и воды и установлена температурная зависимость скорости ультразвука в гомогенатах с различным содержанием жира. Результаты работы [3] позволили разработать метод определения процентного содержания влаги, жира и белка, основанный на измерении скорости распространения и коэффициента поглощения ультразвука в гомогенатах мясного сырья. 36
В работе [5] приводятся результаты исследования акустических свойств мышечной ткани говядины, сосисок, вареной колбасы, дистиллированной воды, водных растворов солей, сахаров и аминокислот. Исследования, проводимые импульсным методом со специальной обработкой сигнала, показали, что акустические характеристики мышечной ткани зависят от частоты и интенсивности колебаний, температуры и относительной деформации исследуемых образцов, акустические параметры воды зависят от температуры и интенсивности звука. Выводом работы [5] является то, что акустический метод может быть использован в качестве неразрушающего экспресс-метода изучения изменений в мясе, мясопродуктах и их компонентах. Проводились также исследования, позволяющие выявить зависимость акустических характеристик мяса от содержания влаги, например, [6]. Опираясь на приведенную выше информацию, можно предположить, что в качестве метода определения характеристик продукта может быть использован ультразвуковой контроль. Для эффективного применения выбранного способа контроля характеристик продукта следует экспериментальным или эмпирическим путем получить параметры характеристик, присущих тем продуктам, которые входят в состав многокомпонентного конечного продукта в качестве составляющих. Возможность определения качественных и количественных характеристик продуктов при помощи ультразвука может быть использована в целях управления качеством при производстве комбинированных многокомпонентных продуктов с заданными свойствами. Существуют два подхода к созданию систем управления точностью: - с использованием сплошного контроля; - с использованием выборочного контроля. В последнее время в связи с возрастанием требований к точности и качеству изготовления продукции все большее предпочтение отдается сплошному контролю качества и точности изготовления продукции в процессе ее изготовления. Предлагаемая система управления качеством производимых продуктов строится на следующих принципах: измеряется плотность продукта ρ, его диэлектрическая проницаемость ε и влажность w; отдельно измеряется емкость дозировочного стакана с; зная плотность продукта и его диэлектрическую проницаемость настраивают объем дозировочного стакана по его емкости с учетом диэлектрической проницаемости ε продукта; производится корректировка по t o C. Процесс настройки объема дозировочного стакана показан на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема процесса настройки объема дозировочного стакана
В качестве источника ультразвуковых колебаний предлагается использовать бесконтактный метод их возбуждения путем подачи электромагнитного импульса в дно консервной тары. В качестве источника возбуждения электромагнитных колебаний используется плоская катушка. Параметры катушки, такие как импеданс, резонансная частота, мощность и др. определяются расчетным путем и подтверждаются в ходе экспериментальных исследований. Теоретическое обоснование использования бесконтактного способа возбуждения ультразвуковых колебаний основано на теории, приведенной в [1]. 37
Энергия, выделяющаяся в катушке, равна [1]: 2 / 2 I L W м ⋅ = , (1)
где: I – ток катушки, А; L – индуктивность катушки, Гн. В пустотелой банке уравновешивающее давление внутри отсутствует и энергия поля (1) расходуется на механическую работу деформирования и нагрев банки. Давление (МПа) на поверхности банки [1]: 6 0
2 2 1 10 2 − ⋅ ⋅ − = µ
B p ,
где: 2 1 и B B индукция магнитного поля у поверхности банки со стороны катушки (индуктора) и внутри банки, Т; 7 0 10 4 − ⋅ ⋅ = π µ – магнитная постоянная, Гн/м. Повышение температуры поверхности банки рассчитывается по формуле [1]:
⋅ = ∆ 8 / 2 τ ,
где: v C - удельная теплоемкость банки. Скорость деформации банки [1]: ρ π ⋅ ⋅ ⋅ = 4 / 10 B v ,
где:
ρ - плотность материала банки, кг/м 3 .
магнитного поля в стенку банки не превышала ее толщины. Благодаря кратковременности импульса (10-20 мкс) через катушку возбуждения можно пропускать токи большой плотности (до 10 10 А/м 2 ), так как за очень малый промежуток времени проводники не успевают нагреваться до температуры, при которой теряются их прочностные свойства. Поскольку индукция катушки возбуждения достигает значительной величины (80-200 Тл), катушка должна быть выполнена без применения ферромагнитных материалов. На рисунке 2 показан один из возможных вариантов схемы для получения разрядов большой мощности.
Рисунок 2 – Схема для получения импульсных разрядов
Мощность источника питания можно определить по формуле [1]: η η ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = c П W t c U W 2 2 ,
где: c W - мощность, накапливаемая в зарядном контуре; t – время между разрядами, с; η - КПД зарядного контура, ( 5 , 0 ≈ η ); U – напряжение заряда конденсатора, ( кB
20 5 ÷ ≈ U ).
Электродинамические силы в этом случае создаются в результате взаимодействия тока в плоскости с магнитным полем, созданным током в обратном проводе, проложенном вблизи плоскости.
38
Переменное электромагнитное поле порождает вихревые токи в проводниках. Возникают маленькие или мощные электрические «смерчи», которые создают свое поле. Это вторичное поле действует в соответствии с правилом Ленца навстречу полю возбуждения [2]. Опыты [2] показывают, что на значение вихревого тока влияют: - удельная электрическая проводимость и магнитная проницаемость материала; - толщина материала; - частота питающего тока. Это основные параметры, которыми оперируют в теории вихревых токов. В теории взаимодействия катушек с электропроводящими материалами приходится, кроме того, учитывать размеры объекта, диаметр и высоту катушки, и тот факт, что в воздухе напряженность электромагнитного поля по оси катушки спадает очень быстро. На расстоянии, равном нескольким диаметрам катушки, оно фактически равно нулю. Поскольку дно банки, выступающее в качестве объекта возбуждения для катушки, можно рассматривать как тонкий проводник, то напряженность магнитного поля можно рассчитать по формуле [2]: z j z j e H e H H σµω
σµω ⋅ + ⋅ = − 0 0 , где:
0 H - напряженность поля на поверхности дна банки; 1 −
j ; σ - удельная электрическая проводимость; ω - круговая частота; µ - магнитная проницаемость; Z – волновое сопротивление: ε ω σ ε µ ⋅ ⋅ − ⋅ =
z 1 1 ,
где: I – ток. В этом случае имеет место отраженная волна. Величину ωµσ
называют постоянной вихревых токов. Если высота h и диаметр намотки катушки D соответствуют условию 2 / 5 , 0 < < D h , то
ослабление поля вдоль оси катушки достаточно точно учитывается множителем D h e 4 − и реальная глубина проникновения вихревых токов для такой катушки будет равна D h p e 4 − ⋅ = δ
δ . Проведенные опыты [2] позволили получить глубины проникновения вихревых токов на трех частотах для некоторых материалов с заданными значениями удельной электрической проводимости (таблица 1).
Материал Удельная электрическая проводимость при 20 о С, Мсм/м Глубина проникновения виғревығ токов, мм 50 Гц 10 кГц 1 мГц Алюминий 36,0 12,4
0,84 0,084
Железо ( 200 = µ ) 25,0 3,3
0,24 0,024
Сталь ( 2000 = µ ) 5,40 1,3
0,033 0,0033
По мере уменьшения высоты намотки катушки показатель степени множителя стремится к D/8, при h=D/4 из-за ослабления поля в воздухе по оси катушки реальная глубина проникновения вихревых токов оказывается в 3 раза меньше расчетной. 39
При переходе электромагнитной волны из воздуха в металл важную роль играет относительный показатель преломления р, равный отношению длины волны в воздухе λ к длине волны в материале 1 λ , т.е.: 1 / λ λ = p .
Катушки индуктивности характеризуются активным 0
и индуктивным ω 0
сопротивлением. Вследствие поверхностного эффекта активное сопротивление при питании катушки переменным током зависит от диаметра провода, способа намотки и частоты питающего тока. ЛИТЕРАТУРА 1. Сарваниди А.Г., Демьяненко А.И. Способ наполнения тары компонентами содержимого и устройство для его осуществления. А.С. № 1778062 от 01. 08. 1992 г. 2. Балюбаш В.А. Исследование путей решения задачи оптимизации режимов при управлении технологическими процессами переработки сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов./ Тезисы докладов Шестой Всесоюзной научно-технической конференции «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья». –М.: 1989. 3. С.И. Суханова, Г.Л. Солнцева, М.В. Прошина, В.А. Букин, Г.В. Шильников. Исследование взаимосвязи акустических характеристик с содержанием влаги, жира и белка в несоленом мясном сырье/Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции «Пути развития производства и переработки животноводческого сырья в системе АПК». М.:, 1988. 4. А.Г. Лырчиков, В.Н. Шестимиров, Г.Л. Солнцева, С.И. Суханова, Р.И. Хламова, И.И. Афанасьева. Распространение ультразвука в гомогенатах мышечной и жировой ткани. Мясная индустрия, № 9. –М.:, 1986. 5. С.А. Евелев. Исследование акустических свойств мышечной ткани. /Тезисы докладов Шестой Всесоюзной научно-технической конференции «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья». –М.:, 1989. 6. Г.Л. Солнцева, С.И. Суханова, Р.И. Хламова, О.В. Храпункова, А.Г. Лырчиков, В.Н. Шестимиров. Зависимость акустических характеристик мяса от содержания влаги. Мясная индустрия СССР, №10. –М.:, 1986.
40
УДК: 004.415 Д.В. Мясоедов, А.И. Демьяненко, А.Д. Золотов Государственный университет имени Шакарима города Семей СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Г. СЕМЕЙ Аннотация: В статье рассматривается предлагаемая структурная схема автоматизированной системы контроля технологических параметров очистных сооружений г. Семей, дано описание каждого уровня системы и принцип их взаимодействия. Ключевые слова: система контроля, очистные сооружения, микроконтроллер, объект.
Автоматизация процесса очистки сточных вод всегда имела большое значение для населенных пунктов, а с увеличением антропогенной нагрузки становится для окружающей среды решающей. Основной целью эксплуатируемых и вновь проектируемых очистных сооружений (ОС) является сокращение затрат при эксплуатации и повышение качества очистки сточных вод, что на сегодняшний день является актуальной задачей. Целью работы является разработка структуры автоматизированной системы контроля технологических параметров (АСК ТП) ОС г. Семей и ее алгоритмического, информационного и технического обеспечения, опирающихся на результаты анализа состава и режимов работы технологического оборудования ОС. Разрабатываемая АСК ТП предназначена для непрерывного контроля рабочих и предельных (аварийных) параметров работы оборудования, представленных в виде дискретных потенциальных и непрерывных токовых сигналов, с возможностью графического отображения текущей информации на панели контроллеров и мониторе компьютера диспетчера и ее сохранения. АСК ТП имеет трехуровневую блочно-модульную структуру, позволяющую конфигурировать систему по заданным условиям эксплуатации. Структурная схема АСК ТП приведена на рисунке 1 [1].
Первый уровень АСК ТП представлен персональным компьютером центрального диспетчерского пункта (ЦДП), персональным компьютером лаборанта и микроконтроллерами
41
объектов (МКО), объединенных локальной сетью. Количество МКО на этом уровне определяется в соответствии с количеством объектов контроля. Информационные потоки на этом уровне организованы следующим образом. По запросу компьютера ЦДП информация от МКО поступает на ЦДП, где компьютер своими программными средствами обрабатывает ее и переводит в графический и звуковой интерфейс, понятный диспетчеру, а также документирует и архивирует ее. Управление режимами передачи информации осуществляется со стороны компьютера ЦДП, который полностью контролирует информационный обмен на этом уровне. Настройка первого уровня АСК ТП программная, поскольку на этом уровне программная среда компьютера диспетчера АСК ТП позволяет настраивать все виды интерфейса. Второй уровень АСК ТП представлен МКО, состоящих из локальных микроконтроллеров оборудования (ЛМКО). Количество ЛМКО в составе МКО определяется количеством контролируемого на объекте оборудования и настраивается аппаратно при проектировании и изготовлении МКО. Информационный обмен на втором уровне обеспечивается МКО, аппаратное обеспечение которых способно поддерживать все виды информационного обмена между компьютером ЦДП и ЛМКО. Аппаратные средства второго уровня задают адресацию МКО в адресном поле АСК ТП. Настройка второго уровня АСК ТП производится аппаратными средствами в виде количества ЛМКО, входящих в состав МКО и их адреса в АСК ТП. Третий уровень АСК ТП представлен ЛМКО, непосредственно контролирующих параметры работы оборудования. Количество контролируемых параметров, а также вид сигналов от датчиков контроля, определяется параметрами оборудования. В минимальной конфигурации количество контролируемых параметров равно восьми. Настройка третьего уровня АСК ТП программно - аппаратная. Аппаратная настройка позволяет изменять количество контролируемых параметров объекта, а программная настройка позволяет изменять алгоритмы обработки информации, поступающей от объектов контроля и передачи ее на первый уровень АСК ТП [2]. Количество ЛМКО, входящих в состав МКО зависит от типа оборудования объекта. Базовая конфигурация МКО выглядит следующим образом: - МКО канализационной насосной станции (КНС) содержит пять восьмиканальных ЛМКО контроля дискретных параметров и один ЛМКО контроля четырех уровнемеров (дискретные сигналы) и четырех расходомеров (токовые аналоговые сигналы) или пять восьмиканальных ЛМКО контроля дискретных параметров, один ЛМКО контроля четырех уровнемеров (дискретные сигналы), двух аналоговых непрерывных уровнемеров с токовым выходом и двух расходомеров с токовым выходом; - МКО турбокомпрессорной станции содержит шесть восьмиканальных ЛМКО контроля дискретных параметров и один ЛМКО контроля четырех уровнемеров (дискретные сигналы) и четырех расходомеров (аналоговые токовые сигналы) или пять восьмиканальных ЛМКО контроля дискретных параметров, один ЛМКО контроля четырех уровнемеров (дискретные сигналы), двух аналоговых непрерывных уровнемеров с токовым выходом и двух расходомеров с токовым выходом [3]. Компьютер ЦДП оснащен
специальным программным обеспечением (СПОК),
обеспечивающим информационную поддержку программно-аппаратного интерфейса между диспетчером и МКО. В функции СПОК входит организация связи и обмена информацией между техническими средствами компьютера ЦДП и МКО, динамическая обработка поступающей от МКО информации, организация графического и звукового интерфейсов между компьютером и диспетчером, документирование и архивация поступающей информации. Линия связи между аппаратными средствами первого и второго уровня АСК ТП по своим характеристикам должна соответствовать требованиям IEEE - 488. В АСК ТП возможно применение телефонного кабеля типа ТПП. При расстояниях больше чем 2000 метров рекомендуется применение кабеля типа UTP категории 5. Возможно применение радиомодемов или других технических средств, способных соединить МКО с компьютером ЦДП. жүктеу/скачать 7,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|