Введение

Бурное развитие компьютерных технологий в последние десятилетия привело к тому, что уже, наверное, ни одна область человеческой жизни не обходится без компьютерной техники. Медицина, сельское хозяйство, производство, сфера обслуживания, наука, образование, быт, военные технологии, экономика - везде микропроцессорная техника помогает человеку, позволяя более эффективно и экономично организовывать свой труд, экономить время. Компьютеры так плотно вошли в нашу жизнь, что мы уже порой и не замечаем, что во многих устройствах, окружающих нас, используются микрокомпьютеры: будь то цифровой телевизор, музыкальный центр, кухонный комбайн, пылесос или другое устройство.

Микроконтроллеры на базе ОЭВМ решают все более широкий и трудоемкий круг задач. При этом возрастает сложность разрабатываемых систем, а соответственно и программного обеспечения по управлению этими системами. На данном этапе развития технологий производства различных микросхем все большую часть в конечной стоимости всего проекта составляет разработка программного обеспечения для проектируемого устройства.

Использование микроэлектронных средств в различных изделиях не только приводит к повышению технико-экономических показателей (стоимости, надежности, потребляемой мощности, габаритных размеров и т.д.) и позволяет многократно сократить сроки разработки и отодвинуть время "морального старения", но и придает им принципиально новые потребительские качества, расширяет функциональные возможности.

В последние годы в микроэлектронике бурное развитие получило направление, связанное с выпуском однокристальных микроконтроллеров, которые предназначены для "интеллектуализации" оборудования различного назначения. ОЭВМ представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС и включающие в себя все составные части микроЭВМ: микропроцессор, память программ и память данных, а также программируемые интерфейсные схемы для связи с внешней средой. Использование микроконтроллеров в системах различного назначения обеспечивает достижение исключительно высоких показателей эффективности при низкой стоимости. К настоящему времени более двух третей мирового рынка микропроцессорных средств составляют именно однокристальные ЭВМ.

На сегодняшний день имеется несколько десятков различных типов микропроцессорных наборов и однокристальных микроЭВМ, отличающихся разрядностью, системой команд, быстродействием, потребляемой мощностью, номиналами питания и т.д.

Одной из особенностей развития науки и техники нашего века является развитие электроники. Без электронных устройств ныне не может существовать ни одна отрасль промышленности, транспорта, связи. Усиленное развитие и применение электроники вызвано возросшими потребностями промышленности. Достижения электроники влияют не только на экономическое развитие нашего общества, но и на социальные процессы, распределение рабочей силы, образование, электронные устройства все шире применяются в быту.

Современный уровень развития энергетических и других промышленных установок характеризуется интенсификацией технологических процессов с использованием агрегатов большой мощности. Например, в теплоэнергетике единичные мощности возросли за 30 лет в десятки раз, а в атомной энергетике - в сотни раз. Примерно так же возросли скорости протекания технологических процессов, число измеряемых параметров на одном агрегате, которое в настоящее время исчисляется тысячами. Поэтому надёжность средств измерения и информационно-измерительных систем во многих случаях определяют надёжность агрегата в целом. Без достоверных значений параметров и автоматического контроля за этими значениями, в большинстве случаев нельзя управлять процессом или агрегатом, без средств измерения невозможна автоматизация. Особенно большое значение приобретают вопросы получения достоверных значений измеряемых параметров в связи с задачами комплексной автоматизации технологических процессов и более эффективного использования производственного потенциала. Решение этих задач требует анализа процессов и их технико-экономических показателей, а для этого нужны надёжные и точные средства измерения.

Уровень является одним из важных параметров в ряде технологических процессов. В химической промышленности измерение уровня составляет до 40% всех измерений. Условия измерения самые разнообразные - кипящие жидкости при высоких давлениях и температурах (барабаны энергоблоков, выпарные установки и др.), агрессивные жидкости (кислоты, щелочи, жидкий хлор и др.), неагрессивные жидкости в емкостях высотой 20 м и более.

Под измерением уровня понимается индикация положения раздела двух сред различной плотности относительно какой-либо горизонтальной плоскости, принятой за начало отсчета. Средства измерения уровня называют уровнемерами.

Измерение уровня - довольно распространенный измерительный процесс в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности. Иногда по результатам измерения уровня судят об объемном количестве вещества, содержащегося в резервуарах (баках, цистернах, танках и т.п.). Для этого используют либо мерные емкости постоянного (по высоте) поперечного сечения (например, мерные баки объемных расходомерных установок), либо специальные тарировочные таблицы, ставящие в соответствие каждому текущему значению уровня значение объема резервуара. В ряде отраслей промышленности, например, в химической и пищевой, в промышленности строительных материалов или в области подъемно-транспортной техники, к приборам для измерения уровня заполнения емкостей и сосудов или уровнемерам предъявляют различные требования. В ряде случаев требуется только сигнализация определенного предельного уровня; в других случаях необходимо непрерывное измерение уровня заполнения. При выборе уровнемера необходимо учитывать такие физические и химические свойства материала, как температура, абразивные свойства, вязкость, электрическая проводимость, радиоактивность, химическая агрессивность и т.д. Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в резервуаре или около него: давление, вакуум, нагревание, охлаждение, способ заполнения или опорожнения (пневматический или механический) резервуара, наличие мешалки, огнеопасность и взрывоопасность.

Как и все средства измерений, уровнемеры состоят из совокупности измерительных преобразователей и вспомогательных устройств, необходимых для осуществления процесса измерения (устройств для линеаризации функций преобразования, отсчетных устройств и т.д.).

Первичный преобразователь (датчик) воспринимает измеряемую величину - уровень - и преобразует ее в выходной сигнал (электрический, пневматический, частотный), поступающий на последующие преобразователи, или в показания, отсчитываемые по шкале уровнемера.

Измерение уровня жидкости играет важную роль при автоматизации технологических процессов, особенно если поддержание уровня связано с условиями безопасной работы оборудования. Наибольшее распространение для измерения уровня жидкостей получили гидростатический и поплавковый методы измерения. Несколько меньше распространены буйковые и емкостные методы. Акустический, индуктивный, высокочастотный и другие методы получили ограниченное распространение. Очень широко распространены сигнализаторы и реле уровня, которые могут срабатывать с погрешностью в доли миллиметра при достижении уровнем жидкости чувствительного элемента.

За последние несколько лет происходило быстрое совершенствование средств измерения уровня. Внедрялись более надежные электронные системы, лишенные дрейфа. Одним из значительных факторов повышения воспроизводимости измерений является наличие элементов электроники, способных работать при высокой температуре, что позволяет устанавливать предварительный усилитель непосредственно на чувствительном элементе измерительного преобразователя уровня. Применение новых материалов и методов производства для изготовления чувствительных элементов, находящихся в контакте с измеряемой средой, способствовало значительному расширению области применения емкостных измерительных преобразователей уровня.

уровнемер контроль автоматический программный