– допустимую для данной системы погрешность, определяющую класс точ­ности датчика;

– инерционность датчика, характеризуемая его постоянной времени;

– пределы измерения, перекрывающие диапазон возможных значений изме­ряемого или контролируемого параметра;

– влияние физических параметров контролируемой и окружающей среды на нормальную работу датчика;

– расстояние, на которое может быть передана информация, вырабатывае­мая датчиком.

На пунктах учета тепловой энергии датчики располагаются в зависи­мости от особенностей технологического оборудования того или иного пункта. Датчики можно сгруппи­ровать по виду измеряемых параметров.

2.2.1.1. Датчики измерения температуры

Температура - наиболее важный показатель тепловой насосной станции. В соответствии с техническим заданием система должна обеспечивать измерение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе, а также в обратном тру­бопроводе. Кроме того, контроль перегрева подшипников насосов и электродви­гателей также целесообразно осуществлять путем измерения температуры.

Наиболее распространены термопары, термопреобразователи сопротивле­ния, полупроводниковые терморезисторы, кремниевые (в том числе и инте­гральные) термодатчики. Для измерения температуры теплоносителя целесооб­разно применить термопреобразователи сопротивления медные типа ТСМ-6097. Также может быть применен малогабаритный, ма­лоинерционный терморезистор СТЗ-25, СТ-28, ТП-5, ПТР. Так как предполагает­ся, что в насосной станции не будет обслуживающего персонала, то в целях по­вышения надежности аппаратно-программного комплекса целесообразен постоянный контроль температуры воздуха в насосной. Для этого может быть выбран термометр сопротивления медный типа ТСМ-8006.

Терморезистор сопротивления обладает следующими преимуществами: обеспечивает приемлемую линейность, точность измерения до 0.1° С, диапазон измерений от - 200° С до + 600° С, коэффициент преобразования Кпр=0.1 .10 мс. Однако термометры сопротивления требуют многих элементов сопряжения, высококачественную линию связи. Кроме того, они имеют значительные габари­ты, массу, инерционность. При применении любого термодатчика необходимо в комплекте с ним применять промежуточный преобразователь, предназначенный для преобразования сигнала термодатчика в унифицированный сигнал постоян­ного тока 0-5 мА или напряжение 10В. Принцип действия преобразователя осно­ван на статической автокомпенсации. Сигнал от термометра поступает на изме­рительный мост и далее на входной усилитель, выполненный по схеме модуля­тор-демодулятор. Демодулированный сигнал усиливается выходным усилителем постоянного тока, выходной сигнал которого поступает на нагрузку и устройство обратной связи. Входные и выходные цепи не имеют гальванической связи с це­пями питания и между собой.

Все типы преобразователей являются одноканальными, то есть для каждого термометра должен использоваться свой преобразователь. Лучшие характери­стики имеет преобразователь типа Ш705: основная погрешность - 0.5-1.12%, со­противление линий связи с термопреобразователем - 10 Ом, потребляемая мощ­ность - 11В, быстродействие -0.5 с, габаритные размеры - 60*160*350, масса - 3.5 кг. Следовательно, его применение в телемеханической системе наиболее эффек­тивно.

2.2.1.2. Датчики для измерения давления

Давление - параметр, который характеризует протекание процессов на ТНС. При выборе датчиков давления руководствуются требованием преобразования величины давления в унифицированный выходной сигнал. Существует несколько различных типов датчиков:

– датчики давления с мембранами (прогибы мембраны преобразуются в из­менения сопротивления резистора или в изменение индуктивности обмоток вы­ходного преобразователя);

– датчики давления с мембранами и пьезоэлементами (возникновение элек­трических зарядов на рабочих гранях пьезоэлемента при приложении к нему дав­ления);

– датчики давления с мембранами и тензометрическими преобразователями (давление, приложенное к мембране, преобразуется в изменение сопротивления тензоэлемента);

– емкостные датчики давления (давление, приложенное к мембране, преоб­разуется в изменение сопротивления тензоэлемента);

– датчики давления с манометрическими трубчатыми пружинами. Сравнительный анализ датчиков давления с различными принципами дейст­вия показал, что наиболее целесообразно в телемеханической системе приме­нить датчики давления типа Сапфир-22ДИ, принцип действия которого основан на прогибе металлической мембраны (чувствительный элемент), который сначала преобразуется в изменение сопротивления потенциометра, а затем последнее - в ток на выходе датчика.

2.2.1.3. Датчик пожарной сигнализации

В настоящее время используются системы автоматического обнаружения пожара по трем факторам: теплу, дыму, пламени. Наиболее распространены теп­ловые пожарные извещатели следующих типов:

– максимального действия, срабатывающие при превышении температурой расчетной величины;

– максимально-дифференциальные, объединяющие свойства извещателей максимального и дифференциального типов;

– дифференциальные, реагирующие на быстрое повышение температуры.

Все существующие тепловые извещатели обнаруживают пожар, когда он достигает значительных размеров. Время обнаружения пожара позволяет снизить использование пожарных извещателей, формирующих сигнал пожарной тревоги при появлении пульсации температуры конвективного потока над очагом пожара. Такой извещатель отвечает следующим требованиям: реагирует на переменную составляющую колебаний температуры в определенном частотном диапазоне, не выдает сигналов тревоги при воздействии мешающих факторов, создаваемых ра­ботой оборудования. Для повышения надежности системы пожарной сигнализа­ции в телемеханической системе установлены дополнительные датчики дыма.

2.2.1.4. Датчики охранной сигнализации

Должны обеспечивать неприкосновенность пункта учета тепловой энергии. Воз­можно применение следующих систем охраны: шлейфового типа, на базе инфра­красных световых передатчиков и приемников, на базе радиоволн, на базе ульт­развука. Наиболее простая и дешевая система шлейфового типа. В ней использу­ются замыкающие или размыкающиеся электрические контакты, то есть электри­ческая цепь замыкается или размыкается механическим способом. Шлейф обра­зуется из полосок свинцовой фольги, наклеиваемой по периметру замкнутого пространства, в котором находится пункт учета тепловой энергии. Шлейф соединяется с преобразователем охранной сигнализации. При обрыве шлейфа на выходе преобразователя охран­ной сигнализации появляется сигнал тревоги, поступающий в передающую аппа­ратуру ТМС для передачи сигнала на диспетчерский пункт. В состав системы охранной сигнализации введен выключатель входа-выхода, приводящий к за­держке на несколько секунд в действии системы и позволяющий входить и выхо­дить из охраняемого объекта, не вызывая сигнала тревоги. Сигнал тревоги, по­ступивший на диспетчерский пункт с охраняемого объекта, может отменить только прибывший на тепловую насосную станцию обслуживающий персонал.