Развитие метрологических средств измерений ОАО НПП “Эталон” для нужд энергоаудита

Энергоаудит, или энергетическое обследование предполагает оценку всех аспектов деятельности предприятия, которые связаны с затратами на топливно-энергетические ресурсы. Цель энергоаудита: оценить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов и разработать эффективные меры для снижения энергозатрат предприятия. При проведении энергетического обследования решается ряд основных задач, таких как, выявление конкретных участков (цехов), где идёт перерасход энергоресурсов. К основным можно отнести следующие задачи энергетического обследования.

• Оценка доли затрат и возможности снижения издержек предприятия по каждому из направлений энергопользования.

• Определение приоритетных направлений энергосбережения.

• Оценка потенциала энергосбережения по выбранным направлениям.

• Экспертиза энергетической эффективности проводимых или планируемых на предприятии инноваций.

• Разработка эффективных мероприятий для реализации выявленного потенциала энергосбережения.

• Разработка предложений по организации системы энергоменеджмента на предприятии.

Решение всех этих задач возможно только при совместной работе инженеров и экспертов компании энергоаудитора с эксплуатационным персоналом и специалистами заказчика непосредственно на объектах предприятия. Предложения энергоаудиторов, как правило, носят рекомендательный характер, а реализация мероприятий зависит от специалистов и руководства предприятия заказчика. Проведение работ по результатам качественно выполненного энергоаудита всегда дает ощутимый экономический эффект, который на несколько порядков может превысить затраты на проведение энергетического обследования. Нередко бывает, что затраты окупаются ещё в процессе работы [8].

В области энергосбережения разработана концепция развития метрологического обеспечения по следующим видам энергии и энергоресурсов:

Новый термоакустический генератор преобразует тепло в электричество посредством звуковых колебаний

Канадская компания Etalim, базирующаяся в Ванкувере, представила опытный образец двигателя-электрогенератора, который может вырабатывать электроэнергию, демонстрируя эффективность сопоставимую с эффективностью топливных элементов, а его стоимость будет равна стоимости двигателя внутреннего сгорания схожих габаритных размеров. В основе конструкции двигателя лежат некоторые элементы конструкции двигателя Стерлинга, использующего процессы циклического сжатия и расширения газов, а сам двигатель выполняет преобразование тепловой энергии в механическую, а затем и электрическую энергию. Опытный образец двигателя Etalim, размером с баскетбольный мяч, демонстрирует эффективность преобразования энергии в 40%, при градиенте температур в 700 градусов, что существенно выше 25% эффективности обычных двигателей внутреннего сгорания.

Голландцы построили микрометровый тепловой двигатель

Рис.1 Окрашенная фотография микроскопического двигателя. Амплитуда колебаний консоли — преувеличена для наглядности (иллюстрация P. G. Steeneken, et al.).

Тепловая машина с рабочим объемом всего 0,34 кубических микрометра, возможно, — самое маленькое в мире устройство, превращающее тепловую энергию в механическую. Любопытно, рабочее тело в данном аппарате — это кремний. Исследователи из компании NXP Semiconductors вырезали из кристалла кремния подвижную деталь, соединённую с остальной схемой двумя тонкими балками. Когда на одну из них поступает постоянный ток в 1,2 миллиампера, та нагревается и от тепла расширяется, сдвигая в сторону всю консоль (резонирующую массу). Но вследствие пьезорезистивного эффекта, как только балка-двигатель расширяется, сопротивление её падает, как и омический нагрев. Балка охлаждается и снова сокращается. Так консоль приходит в колебательное движение при подаче постоянного тока. «Поскольку размеры кристалла малы, частота этих колебаний велика — 1,3 мегагерца», — информируетPhysOrg.com.

Контроллер

Дмитрий Громов, Главный инженер

Введение

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) уже давно и прочно заняли свою нишу на рынке средств автоматизации. Развитие полупроводниковой элементной базы, разработка новых средств информационного обмена, развитие алгоритмов управления способствует тому, что линейка ПЛК непрерывно расширяется. Многообразие ПЛК с различными функциональными и техническими, конструктивными характеристиками настолько велико, что разработчики систем автоматизации зачастую оказываются перед нелегким выбором: какой контроллер наилучшим образом подойдет для решения той или иной задачи.  В данной статье мы попытаемся всё множество контроллеров классифицировать по ряду признаков, которые, как нам кажется, наиболее важны для потребителя. Определение для каждого контроллера его классификационных особенностей, его места среди прочих контроллеров позволит с большей точностью сказать, подходит ПЛК для решения данной конкретной задачи или нет.

Замороженный дым – самый легкий твердый материал в мире

Исследователи создали новый вид материала, который имеет самую маленькую плотность, невероятную прочность и огромную площадь активной поверхности. Этот материал, названный “замороженный дым” (frozen smoke), получил название из-за его полупрозрачного вида. Материал относится к классу аэрогелей, в которых жидкие гелевые компоненты заменены газовыми. Полное название этого материала – “Multiwalled Carbon NanoTube (MCNT) aerogel”, а применить этот материал можно для изготовления электронных компонентов, элементов химических реакторов, датчиков для обнаружения токсичных веществ и других загрязнителей окружающей среды. Аэрогели уже давно применяются людьми для изготовления теплоизоляции окон и зданий, для изготовления различных фильтров и всевозможных бытовых устройств. Но все предыдущие виды аэрогелей изготавливались преимущественно из кварца, оксидов металлов, полимеров и углеродистых соединений. Впервые в истории, с материалом MCNT, ученые преуспели в создании аэрогеля из углеродных нанотрубок.

Новый математически структурированный язык сможет описать все что угодно

В настоящее время различные автоматизированные системы оборудуются большим количеством камер, датчиков и других устройств сбора информации, которые передают огромные количества данных совершенно различных типов. Основной задачей, решаемой специализированной системой управления, является обработка этих данных и составление на базе их картины окружающей среды. Теперь представьте себе насколько упроститься вышеупомянутая задача в случае, если будет существовать некий единый математически структурированный язык, с помощью которого можно единым образом описать абсолютно все, что “видят” или “чувствуют” датчики и камеры. Конечно, такие системы и, следовательно, такой язык нужен, в первую очередь, военным, которые хотят объединить в единое целое видеоданные, получаемые с беспилотников, данные радиоперехвата телефонных разговоров, целеуказания радаров и многое другое. И кто же как не Управление перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA может взяться за реализацию этой сложнейшей задачи? И вот, DARPA объявили начало программы “Mathematics of Sensing, Exploitation and Execution” (MSEE), в рамках которой должен быть разработан универсальный язык, позволяющий манипулировать разнородными данными, и набор алгоритмов, с помощью которых все датчики станут интеллектуальными и самообучаемыми. Эти новые датчики смогут сами интерпретировать то, что они видят, слышат или чувствуют, самообучаться и отсеивать второстепенные данные.

Emerson совершенствует технологию диагностики средств измерений серии Rosemount 3051S

Расширение возможностей диагностики для электроники датчика обеспечивает более глубокое понимание сущности технологического процесса, позволяя операторам оптимизировать уровень готовности, эффективность и надежность своих предприятий

Emerson Process Management усовершенствовал пакет расширенной диагностики HART^® для средств измерения давления, расхода и уровня серии Rosemount^® 3051S. Новые возможности расширяют диагностическую информацию для электроники датчика и позволяют выявлять и предотвращать серьезные изменения в технологическом процессе и упрощать ввод в эксплуатацию.

Датчики и системы промышленной безопасности

Когда оценка риска показывает, что машина или процесс создает опасность травмы или повреждения, то опасность должна быть устранена или остановлена. То, как именно это сделать, зависит от типа машины или процесса. В самом простом случае это означает предотвращение любого доступа к объекту, пока он представляет опасность. Лучшим выбором будет использование такого защитного устройства, которое сочетало бы максимальную защиту и минимальное вмешательство в работу оборудования. Опыт показывает, что устройства безопасноcти, которые трудно использовать наиболее часто удаляются из оборудования или обходятся. Чтобы добиться лучшей защиты существуют два пути: предотвращение доступа в зону, в то время, когда там существуют опасные условия и предотвращение опасных условий, во время доступа в зону, где они могут создаваться.

Поплавковые датчики уровня

Поплавковые датчики уровня одни из самых недорогих и, вместе с тем, надежных устройств для измерения уровня жидкостей. При правильном выборе, поплавковые датчики уровня могут использоваться для контроля уровня самых разных продуктов, начиная от сточных вод, химически агрессивных жидкостей или пищевых продуктов. Высокие или низкие температуры, наличие пены, пузырьков или например работающей мешалки так же перестает быть проблемой при правильном выборе.

По конструкции поплавковые датчики уровня могут быть разделены на несколько видов.
Самым простым является поплавковый датчик,   Внутри поплавка, как правило, находится постоянный магнит, а в штоке, представляющем из себя полую трубку, находятся герконы. Плавая на поверхности жидкости поплавок передвигается по штоку датчика вслед за изменением уровня и проходя мимо герконов внутри штока замыкает или наоборот размыкает их. Сигнализируя о достижении определенного уровня. Внутри штока могут располагаться сразу несколько герконов и, соответственно, один такой датчик может сигнализировать сразу о нескольких значениях уровня жидкости, например минимальном и максимальном. Поплавковый датчик уровня такой конструкции может так же измерять непрерывный уровень жидкости и выдавать сигнал в виде сопротивления, пропорционального уровню жидкости, либо в виде стандартного токового сигнала 4-20мА. Для этого герконы внутри штока соединены параллельно с резисторами, как показано на рисунке. Поплавок, передвигаясь вслед за изменением уровня жидкости, замыкает разные герконы, вызывая изменение общего сопротивления датчика уровня. Такие датчики уровня обычно устанавливаются сверху емкости и их длина может достигать трех метров. Отдельной областью применения для поплавковых датчиков уровня можно назвать контроль уровня жидкости в транспортных средствах. Прежде всего это задачи по контролю за объемом топлива в тяжелой технике: грузовиках, экскаваторах, тепловозах. Здесь датчики уровня работают в условиях сильной вибрации и волнения на поверхности жидкости. Для устранения влияния этих факторов поплавковый датчик помещают в специальную демпферную трубу, диаметром чуть большую, чем диаметр поплавка.

Новый радиационный спектрометр позволит быстро определить тип и уровень радиационного загрязнения

Радиационное загрязнение – это один из самых опасных видов загрязнения для человека. Благодаря таким масштабным авариям, как Чернобыльская катастрофа, всем известно, к чему может привести загрязнение окружающей среды радионуклидами и другими радиоактивными веществами. И, естественно, что для успешной очистки и борьбы с последствиями радиационного загрязнения необходимо знать не только тип радиоактивного излучения, но и количество, вид радиоактивных веществ, выброшенных в окружающую среду. Такой анализ ранее, да и сейчас, выполняется с использованием нескольких типов датчиков, регистрирующих различные виды излучения, а типы и количество радионуклидов определяются химическими лабораторными методами, которые не всегда дают точные результаты и длятся достаточно долгое время. Инженеры из Университета штата Орегон (Oregon State University) разработали принципиально новый тип радиационного детектора, который поможет максимально сократить время реакции на возникновение радиационного загрязнения, вызванного авариями или утечками на ядерных электростанциях, применения террористами “грязных” бомб или, даже, после падения из космоса старых искусственных спутников, имеющих на своем борту остатки отработанного ядерного топлива.