3.3. Система сбора и регистрации экспериментальных данных стенда

Система КИП и А стенда реализована на оборудовании, позволяющем с высокой точностью измерять и регистрировать экспериментальные данные. Принципиальная схема системы КИП и А стенда приведена на рис.

ТС 2
ТС 3

ТС 4
ТС 5
ТС 6 7О-ЮО
MV 8 0-5 мА ТС-1288 Тем-pa окр. воздуха

ТС-1288 Тем-pa на входе в коллектор

ш с/)

D н-

q. о С

Пиранометр Kipp & Zonen Ультразуковой расходомер UFM-005

ТС-1288 Тем-pa на выходе из коллектора МЕТЕО-2 Метеостанция

ТС-1288 Тем-pa в баке постоянного уровня

ТС-1288 Тем-pa в нижнем баке аккумуляторе Рис. 3.8. Принципиальная схема системы КИП и А стенда Автоматизированная система записи и обработки измеряемых величин выполнена на основе высокоточного промышленного контроллера TM 5103 (рис. 3.9). Контроллер обеспечивает: связь и управление от персонального компьютера; использование до 8 аналоговых измерительных входов, для подключения термометров сопротивления; пиранометра, расходомера и других измерительных приборов и наличие 4 релейных выходов для управления нагревателями и исполнительными устройствами. Связь контроллера с компьютером осуществляется через последовательный порт. Система сбора данных оснащена программой, позволяющей регистрировать с заданной периодичностью и хранить измеренные экспериментальные данные.

Рис. 3.9. Контроллер TM 5103

Для измерения температур на входе и выходе коллектора, наружного воздуха и в баках аккумуляторах, используется комплект платиновых термометров сопротивления промышленного исполнения. Они обеспечивает измерение температуры в диапазоне -50 - 200°С, с погрешностью ± 0,05°С (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Термометр сопротивления ТС 1288: а) общий вид; б) термометр сопротивления на входе в солнечный коллектор

Для измерения метеорологических параметров окружающего воздуха: температуры, скорости и направления ветра, относительной влажности, атмосферного давления на стенде смонтирована комплексная автоматизированная ультразвуковая метеостанция "Метео 2" (рис.

Комплекс "Метео 2" состоит из измерительной ультразвуковой головки, датчиков влажности и давления, блока питания и персонального компьютера с установленным на нём специальным программным обеспечением. Измерительная ультразвуковая головка и блок датчиков влажности и давления выполняют измерения непосредственно в воздушной среде. Комплекс обеспечивает возможность установки времени усреднения в пределах от 1 до 20 минут с дискретностью 1 мин. Основные метрологические характеристики комплекса приведены в табл. 3.1. В части измерения температуры окружающего воздуха метеостанция дублирует систему КИП и А стенда.

Таблица 3.1. Измеряемая величина Диапазон измерения в пределах Допускаемая основная погрешность измерения, в пределах Температура воздуха от минус 40 до плюс 50 °С ± 0,3 °С, при т<20 °С; ± [0,3+ 0,02-(Т-20)] °С, при Т>20 °С

где Т - числовое значение измеренной температуры Скорость

горизонтального

ветра от 0,2 до 30 м/с ±(0,2+0,03/V)M/C где V - числовое значение измеренной скорости ветра в м/с Направление горизонтального ветра относительно горизонтальной прямой, направленной в сторону метки "Север" от 0 до 360° ±(0,2+K/V)° где V - числовое значение измеренной скорости ветра в м/с

К - размерный коэффициент Относительная влажность воздуха от 10 до 98 % ±5 % Атмосферное давление от 80 до 106,7кПа (от 600 до 800 мм.рт.ст.) ± 0,27 кПа (± 0,2 мм.рт.ст.) Измерение потока солнечного излучения осуществляется пиранометром Kipp&Zonen (рис. 3.12), который установлен в плоскости расположения солнечных коллекторов. Погрешность прибора по данным производителя составляет 1%. Пиранометр измеряет суммарное солнечное излучение с длиной волны 3002800 нм. Рабочий диапазон температур составляет -40+80°С [74]. Место установки выбрано таким образом, чтобы на пиранометр не падало солнечное излучение, отражённое от элементов испытательного стенда и окружающих конструкций, а сам он не отбрасывал тени на поверхность коллектора.

Рис. 3.12. Пиранометр Kipp&Zonen

Измерение расхода и объёма теплоносителя циркулирующего в солнечном контуре проводятся с применением ультразвукового микропроцессорного расходомера UFM-005 (рис.

Рис. 3.13. Ультразвуковой расходомер UFM - 005: а) первичный ультразвуковой преобразователь расхода с теплоизоляцией; б) ультразвуковой вычислитель УВ-5

Измерительная часть расходомера представляет собой отрезок трубы врезаемый в трубопровод. В счётчике используется метод прямого измерения времени распространения каждого индивидуального ультразвукового импульса от одного пьезопреобразователя к другому.

Технические характеристики

По способу передачи и документирования измерительной информации устанавливаются два режима - местный и дистанционный.

В местном режиме счётчик осуществляет измерение следующих параметров:

объём жидкости нарастающим итогом, м3;

расход жидкости, м3/ч;

календарные данные и время работы счётчика.

В дистанционном режиме осуществляется:

вывод измерительной информации на последовательный порт ЭВМ.

вывод аналогового сигнала постоянного тока 0-5 мА пропорционального расходу измеряемой среды.

Предел допускаемой основной относительной погрешности счётчика при измерении объёма не превышает в зависимости от диапазонов расхода от ± 1,5% до 5%.