生物发酵过程温度检测与控制

1、生物发酵过程液位检测实验1实验目的1掌握变面积电容传感器测量液位的根本原理和传感器安装要点。2掌握电容传感器专用集成电路 CAV424 AM402勺工作原理和使用方法。3掌握液位变送器的根本概念和变送器与计算机的接口方法。4掌握液位传感器标定、校准的根本概念和方法。5掌握液位传感器静态指标的计算方法。6掌握液位传感测量系统的系统误差发现、估计、消除方法。7领会电容式传感测量系统的干扰与抗干扰根本概念。8理解智能传感器的组成和根本原理、关键技术。2实验设备1微型啤酒生产线2电容式液位传感器3基于CAV424 AM402的信号调理模块4 AI708智能控制仪表5 RS485通讯模块6计算机3传感器

2、配置和实验系统组成框图如图1、图2所示屏蔽线电容负极电容正极图1传感器配置示意图图2实验系统组成框图5只传感器皆为电容式液位传感器，基于变面积式电容传感器原理，其中一只精 度等级高，作为标准液位传感器，并配置高精度的信号调理电路，其检测结果作 为本系统的相对真值。其余4支液位传感器精度等级相同，并配置基于 CAV424 AM402的信号调理模块，它们的检测结果作为本系统的测得值。信号调理模块输出4-20mA标准信号，经AI708转换为数字信号，再经RS485通讯线输入PC机， 最后经TCP/IP协议输入各显示终端。4液位传感器零位与满量程调整实验1向发酵罐内注入清水，当其刚浸没铅锤时为止。2对

3、传感器信号调理模块进行调零，使其输出4mA3继续向发酵罐内注入清水，当其满罐时为止。4对传感器信号调理模块进行满量程调整，使其输出20mA5液位检测1将罐内清水用泵打入储存罐内储存，打空为止。2从储存罐向发酵罐内注入清水，记录液位上升曲线。 1组只需要记录标准传感 器和1号液位传感器测量结果，2组只需要记录标准传感器和2号液位传感器测 量结果，以此类推。3 待液位上升至满罐时， 停止进水， 将罐内清水放至储存罐内储存代用， 记录液 位下降过程。一组只需要记录标准传感器和 1号温度传感器测量结果， 2 组只需 要记录标准传感器和 2 号温度传感器测量结果，以此类推。4 进行 5 个上述液位升、降

4、循环。5 依据上述实验数据， 计算传感器相应性能指标： 零点、线性度、迟滞、重复性、 相对误差、精度等级。6 提出一种修正算法，对测量结果进行修正，并计算修正后的性能指标。7 启动管道泵变频器， 观察测量结果的稳定性， 领会传感器系统的干扰与抗干扰。8 如何改良本系统，能够进一步提高精度？提出方案。5 液位控制实验选作，利用开放实验室机制1 设进水口为罐底阀，出水口为放酒阀，被控参数为液位，控制目标为恒液位。 扰动量为放酒阀出水， 执行手段为变频器拖动水泵、 再通过电磁阀给发酵罐补水。2 设计并组成完整的控制系统。3 设计实验方案，估计系统的数学模型，并根据数学模型初步确定 PID 参数。4 按估计的 PID 参数，设计实验方案，进行 PID 参数现场整定。5 设计实验方案，测试所设计的液位控制系统的性能指标。6 比拟液位控制系