Контрольно-измерительные приборы: применение на производстве

Контрольно-измерительные приборы (КИП) - это устройства, используемые для измерения различных физических величин и контроля за ними. Они применяются во многих отраслях промышленности, науки и других сферах деятельности для контроля и измерения температуры, давления, расхода, уровня, намагниченности, концентрации веществ и прочих параметров.

Применение КИП востребовано в любой отрасли промышленности, измерительное оборудование одинаково важно как в сельском хозяйстве, так и в металлургии. Специалистам профессиональные контрольно-измерительные приборы помогают контролировать технологические процессы, исследовать окружающую среду, обеспечивать безопасные условия для жизни и работы на различных объектах, а также анализировать состояние материалов.

Каждый прибор имеет свои особенности и характеристики, которые необходимо учитывать при выборе прибора для конкретной задачи. Нередко все измерители подразделяют на универсальные и специализированные. Последние используются для выявления и анализа специфических параметров, потому применение таких приборов ограничено несколькими сферами.

Измерительные устройства предусматривают различные методы проведения исследования объектов и сред. Например, некоторые приборы требуют непосредственного контакта датчика с исследуемой поверхностью, другие устройства работают по принципу разрушающего контроля, иные осуществляют мониторинг бесконтактно и т.

Области применения КИП

Контрольно-измерительные приборы (КИП) широко применяются на предприятиях для контроля и управления различными технологическими процессами. Рассмотрим цели их применения:

• Температурно-влажностные характеристики воздуха: Важны во многих сферах: пищевое производство, целлюлозно-бумажная промышленность, деревопереработка, микроэлектроника и т. д. Для контроля температуры и относительной влажности на предприятиях применяются термогигрометры. Также некоторые модификации этих устройств могут измерять атмосферное давление.
• Работа с газами: Важно контролировать несколько основных параметров: состав сред и наличие ядовитых компонентов в воздухе рабочей зоны, микровлажность газов и их давление. Для измерения дифференциального, абсолютного или избыточного давления газов в промышленности используют манометры. Такие устройства часто устанавливают на трубопроводах и газобаллонном оборудовании. Чтобы определить остаточную влажность газов (или микровлажность), специалисты применяют гигрометры. Для контроля состава газов и выявления высоких концентраций опасных компонентов важно использовать газоанализаторы.
• Микроклимат помещения: От микроклиматических параметров зависит множество факторов: комфорт и безопасность сотрудников, обеспечение правильного режима хранения продукции, поддержание оптимальных условий для осуществления разнообразных процессов. Микроклимат помещения характеризуется четырьмя основными показателями: температура воздуха, его влажность, температура окружающих поверхностей и интенсивность воздухообмена. Чтобы определить температуру и влажность воздуха, применяются вышеупомянутые термогигрометры. Также отследить температуру и скорость движения воздушных потоков можно с помощью термоанемометра. Для оценки качества работы вентиляционной системы и определения интенсивности воздухообмена можно использовать и анемометр, который бывает крыльчатым и чашечным. Температуру окружающих поверхностей определяют при помощи термометра с датчиком, который анализирует параметры объекта или поверхности при непосредственном контакте.
• Контроль качества материалов и изделий: В производственных отраслях, логистике, сфере продовольствия и в строительстве важно не только отслеживать состояние внешней среды, но и контролировать качество материалов и изделий, с которыми предстоит работать. Анализировать температурные показатели сырья и объектов можно при помощи контактного термометра или бесконтактного пирометра. Электронный термометр со щупом определяет температуру контактным способом.
• Охрана труда: Во время трудовой деятельности человек может подвергаться различным неблагоприятным и опасным факторам: присутствие пылевых частиц в воздухе, различные токсичные примеси, чрезмерно яркий свет или, наоборот, недостаточная освещенность рабочего места, воздействие ионизирующего излучения и т. д. Так цифровой измеритель температуры необходим для установления источников излишнего теплового воздействия, а люксметр помогает определить, соответствует ли реальная освещенность помещения установленным нормативам. В связи со сложной обстановкой в условиях пандемии, к мероприятиям по охране труда можно отнести и применение пирометров для контроля температуры тела.
• Определение параметров металлических изделий: Определить любые параметры металлических изделий в наше время совершенно несложно, поскольку существует множество специальных приборов, машин и инструментов, которые позволяют это сделать. Определить качество металла, его целостность, ровность поверхностей и другие параметры помогают специальные приборы. Также немаловажно их применение ремонтными и сервисными бригадами.

Однако если речь идет о масштабном производстве, то необходимы контрольно-измерительные приборы и автоматика. Измерительная машина с автоматикой - это гарантия бесперебойного производства качественной продукции. Как правило, такие агрегаты имеют небольшие размеры, они по своей конструкции напоминают руку робота.

Принцип работы и применение контрольно-измерительных приборов на производстве

Измерительные инструменты и приборы в металлообработке

Огромное значение для металлургии и металлообработки играют измерительные приспособления:

• Линейки и угольники. Их применяют для проверки правильности геометрических соотношений, которые являются основополагающим для конкретных значений.
• Микрометры. В основе их работы заложена контактная методика разграничения замеров линейного типа.
• Нутрометры. Они широко применяются для проведения вычислений различных линий и углублений, которые должны соответствовать техническому заданию или чертежу.
• Штангениструменты. Их широко используют для создания разметок шагом или замером конкретного типа путем замера шага по все той же методике описанной выше. К ним относят не только циркули, но и другие измерительные приборы и инструменты.

Также металлообработка, машиностроение, судостроение применяют в своей работе оборудование разъемоизмерительного типа, такие как, калибры, нормалемеры и остальные из этого ряда.

Для первоначальных стадий приготовления сплавов применяется коэрициметр. Его работа основана на существовании линейной связи между коэрцитивной силой и удельной поверхностью ферримагнитных порошков. Прибор дает возможность определить размеры зерен и контролировать процесс измельчения.

Для регулирования и ведения ряда специфических, но необходимых процессов, во многих промышленных отраслях, включая металлообработку, используют контрольно-измерительный инструментарий. Осуществления контроля микровлажности газов и различных вредоносных технологических испарений.

Выделяют также категории используемых контрольно-измерительных инструментов. Большинство измерителей и регуляторов нужны для построения систем автоматического контроля, и управлением уровня температурных режимов в ряде технологических мероприятий.

На стендах и салонах выставки «Металлообработка» представляют новинки оснащения и технологий для обработки изделий, трубопроводная арматура, методологии улучшения внешнего вида поверхностей, а также автоматизация производства и контрольно-измерительные инструменты, приборы для смежных отраслей.

Экспозиция «Металлообработка» позволяет своим гостям-посетителям и участникам-экспонентам не только ознакомится с последними новинками и достижениями индустрии, но и широко продемонстрировать свои собственные наработки и улучшения для отрасли. Посетителей мероприятия ожидает знакомство с продукцией от ведущих зарубежных и отечественных компаний, возможность приобретения продукции по выгодным ценам и заключение успешных сделок.

Классификация контрольно-измерительных инструментов

В машиностроении, металлообработке, строительстве и многих других отраслях промышленности качество продукции и безопасность эксплуатации напрямую зависят от точности изготовления деталей и узлов. Обеспечить соответствие геометрических параметров заготовок и готовых изделий чертежам и строгим нормам ГОСТ позволяют контрольно-измерительные инструменты (КИИ). Это незаменимые помощники инженеров, технологов, слесарей и строителей, обеспечивающие контроль на всех этапах производства и монтажа.

Контрольно-измерительные приборы (КИП) - приборы, принимающие информации о изменениях параметров среды - воды, воздуха и др. Полученные данные применяются затем оператором или автоматизированной системой управления для оценки состояния и динамики изменений характеристик объекта, параметры которого измеряются.

Несмотря на различия сфер применения, характерные особенности и ценовой диапазон, все контрольно-измерительные приборы имеют общие конструктивные части:

• Первичный преобразователь (ПП). Данная деталь преобразует входной сигнал.
• Чувствительный элемент (ЧЭ) - регистрирует колебания измеряемых параметров среды и передает данные на ПП.
• Датчик - это первичный преобразователь, фиксирующий изменения чувствительного элемента и передает информацию в форме электрического сигнала.
• Вторичный преобразователь (ВП) - принимает сигнал от первичного преобразователя и выдает его оператору в заданном им виде.

Сейчас выпускается огромное количество разновидностей подобных приборов для работы в самых разных сферах и условиях. Они отличаются назначением, исполнением и характеристиками, и классифицируются по ряду параметров.

По способу отображения информации:

• Показывающие: Отличаются простотой конструкции, но значение измеряемого параметра отображают только в момент измерения.
• Самопишущие: Записывают измеряемые значения на бумажный, дисковый или ленточный носитель, для их сохранения и последующего анализа.
• Сигнализирующие: Отображают сигнал при отклонении измеряемого параметра от заданных величин.
• Регулирующие: Автоматически поддерживают заданный уровень измеряемого параметра.
• Комбинированные: Одномоментно отображают и записывают значение измеряемого параметра. Они содержат дополнительные компоненты для регулировки, сигнализации, передачи показаний на расстояние.
• Интегрирующие: Контрольно-измерительные приборы - измеряют суммарное значение какой-либо физической величины. Они используются для контроля и измерения различных параметров, таких как расход, уровень, давление и т. Принцип работы интегрирующих контрольно-измерительных приборов основан на интегрировании измеряемой величины во времени или пространстве.

По сфере применения:

• Бытовые: Устройства применяются в домашних целях и в быту.
• Общепромышленные: Применяются в различных отраслях производства и ЖКХ.
• Интерфейсные: Обеспечивают взаимодействие между компонентами системы автоматизации или между системой автоматизации и оператором.

По типу монтажа:

• Трехпроводная схема.
• Четырехпроводная.

Примерами КИП с наружным монтажом являются термометры, манометры, расходомеры, уровнемеры, датчики давления и другие устройства. Они используются для сбора данных о параметрах процесса, таких как измерение температуры воды в системе отопления или контроль давления в трубопроводе.

Также производятся контрольно-измерительные приборы для замеров степени влажности, плотности и состава различных газообразных веществ.

При подборе КИП нужно четко знать, какие задачи и в каких условиях он будет выполнять. Системы автоматизации сейчас применяются практически во всех сферах производства, быта и услуг.

Современные КИП являются основой автоматизированных систем управления технологическими процессами. Контрольно-измерительное оборудование может быть использовано как на стационарных, так и на мобильных объектах, в зависимости от его назначения. К примеру, КИП, предназначенные для работы в лабораториях, могут быть установлены на щитах или панелях, тогда как устройства для мобильных объектов часто монтируются в переносных корпусах или на автомобилях.

Контрольно-измерительные приборы могут предоставлять данные несколькими способами, такими как регистрация показаний на носителе информации или вывод информации в реальном времени на дисплеи приборов. В зависимости от типа измеряемых параметров, устройства могут быть аналоговыми или цифровыми. Цифровые приборы позволяют получить более точные и стабильные данные, часто с функцией записи показателей и автоматической калибровкой.

Существует классификация КИП по принципу действия: выделяют механические, электромеханические и электронные контрольно-измерительные приборы.

Примеры контрольно-измерительных инструментов

Рассмотрим примеры контрольно-измерительных инструментов, используемых в различных отраслях:

1. Штангенциркули (ГОСТ 166-89): Универсальный инструмент для измерения наружных и внутренних размеров, а также глубин (если оснащен глубиномером).
• Нониусные (ШЦ-I, ШЦ-II, ШЦ-III): Считывание по основной шкале и нониусу.
• Циферблатные (ШЦК): Считывание по шкале и круговой шкале индикатора.
• Цифровые (ШЦЦ): Считывание с дисплея. Точность обычно 0.01 мм.
2. Микрометры (ГОСТ 6507-90): Высокоточные инструменты (точность 0.01 мм, прецизионные - до 0.001 мм) для измерения наружных размеров (диаметров, толщин).
3. Кронциркуль: Для измерения наружных размеров или переноса размеров.
4. Нутромер: Для измерения внутренних размеров (диаметров отверстий, пазов).
• Микрометрический нутромер (ГОСТ 10-88): Для абсолютных измерений.
• Индикаторный нутромер (ГОСТ 868-82): Для относительных измерений (сравнения с настройочной мерой).
5. Рулетки измерительные (ГОСТ 7502-98): Для измерения больших линейных размеров (в строительстве, при разметке).
6. Угломеры (ГОСТ 5378-88): Предназначены для измерения углов между поверхностями, элементами конструкций, режущего инструмента.
7. Уровни (ГОСТ 9416-83): Для проверки горизонтальности и вертикальности поверхностей.
8. Штангенглубиномеры (ГОСТ 162-90): Аналогичны штангенциркулям, но предназначены специально для измерения глубины пазов, отверстий, уступов.
9. Рейсмасы (высотомеры) (ГОСТ 164-90): Инструменты для разметки высотных размеров и измерения высот уступов, выступов. Принцип действия схож со штангенциркулем. Штангенрейсмас устанавливается на поверочную плиту.
10. Поверочные линейки (ГОСТ 8026-92): Основной инструмент контроля прямолинейности и плоскостности "на просвет".
11. Поверочные плиты (ГОСТ 10905-86): Эталонные поверхности для контроля плоскостности других деталей и инструментов (линеек, призм), разметки, сборки.
12. Индикаторы часового типа (ИЧ): Для измерения относительных линейных перемещений (биение валов, отклонение от плоскостности, сравнение размеров).
13. Концевые меры длины (КМД) (плитки Иогансона) (ГОСТ 9038-90): Высокоточные эталоны длины в виде прямоугольных параллелепипедов или цилиндров из стали или карбида вольфрама.
14. Калибры: Бесшкальные инструменты для контроля конкретных размеров деталей (обычно предельных - проходной/непроходной).

Современные КИП и автоматизация

Контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА) представляют собой технические системы, разработанные для измерения и контроля различных параметров в промышленных процессах. КИПиА позволяют измерять различные физические величины, такие как температура, давление, уровень, расход и другие, и обеспечивают их контроль в заданных пределах.

КИПиА позволяют:

• Сбор и анализ данных: приборы собирают данные о параметрах процесса и передают их на вышестоящие уровни системы управления.
• Постоянный контроль: благодаря постоянному контролю контрольно-измерительное приборы обеспечивают быструю реакцию на изменение параметров процесса.
• Автоматизация: оборудование может быть настроено для взаимодействия с другими компонентами системы автоматизации, такими как программируемые логические контроллеры или системы управления производством (SCADA).

Контрольно-измерительные приборы и автоматика играют важную роль в промышленных процессах, обеспечивая контроль и измерение различных параметров процесса. Их использование позволяет повысить эффективность и надежность производства, а также снизить расходы и вероятность ошибок.

Правила эксплуатации и обслуживания КИП

Для обеспечения точности и надежности работы контрольно-измерительных инструментов необходимо соблюдать ряд правил:

• Чистота: Перед работой и после очищайте измерительные поверхности от пыли, стружки, масла. Используйте мягкую ветошь.
• Температурный режим: Измерения следует проводить при температуре, близкой к 20°С (стандартная температура по ГОСТ). Избегайте нагрева инструмента от рук или источников тепла.
• Правильная установка: При измерении обеспечивайте правильное положение инструмента относительно детали (перпендикулярность, отсутствие перекосов).
• Хранение: Храните инструмент в индивидуальных футлярах или чехлах, предохраняющих от пыли, влаги и механических повреждений. Не допускайте контакта измерительных поверхностей друг с другом или с твердыми предметами.
• Своевременная поверка: Регулярно (в соответствии с межповерочным интервалом, установленным для данного типа СИ) отправляйте инструмент на поверку в аккредитованную метрологическую лабораторию. Это гарантирует точность его показаний и соответствие требованиям нормативных документов.

Точные измерения - основа качества производства. Ненадежные или неточные измерительные инструменты ведут к браку, простоям и переделкам, что обходится дороже самой покупки.

Контрольно-измерительные инструменты - это фундамент точного производства и гарантия качества любой технической деятельности. От простой рулетки до сложного лазерного трекера - каждый инструмент играет свою незаменимую роль в обеспечении соответствия изделий проектным требованиям и стандартам.

Инвестиции в качественные, точные и своевременно поверенные измерительные средства - это инвестиции в репутацию, надежность продукции и эффективность бизнеса.