Введение

Значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены развитием радиотехники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой бы не использовались радиоэлектронные устройства или же целые радиоэлектронные комплексы. Причём, тенденция такова, что доля информационных устройств и устройств автоматики постоянно увеличивается. Радиоэлектронные устройства и комплексы способны помочь человеку во многих случаях, как в быту, так и на работе, а в некоторых и заменить его. В данном дипломном проекте рассматривается радиоэлектронное устройство - импульсный уровнемер для измерения или контроля уровня жидкостей и сыпучих материалов в резервуарах, хранилищах, технологических аппаратах химических производств и т.п. То есть позволяет автоматизировать и контролировать процессы измерения, а также управлять технологическими процессами.

Сейчас существует огромное многообразие уровнемеров (частотный, импульсный), которое объясняется многообразием задач по определению уровня: различные продукты, различные условия, различная точность, различная надежность, различная стоимость. Универсального уровнемера в настоящее время не существует! Каждый прибор имеет множество модификаций и опций, которые позволяют подобрать наиболее оптимальный для заказчика уровнемер [14].

1. Технико-экономическое обоснование темы

уровнемер импульсный радиоизотопный

Наибольшая эффективность при проектировании радиоэлектронной аппаратуры получается при учёте технико-экономических аспектов вопроса. Использование новейших технологий и последних достижений в науке и технике, позволяет выдвигать различные варианты радиоэлектронной аппаратуры, наиболее полно удовлетворяющие технико-экономическим требованиям. Экономический анализ позволяет выбрать те варианты исполнения, которые решают поставленную задачу при меньших материальных, трудовых и финансовых затратах.

Во многих отраслях современной промышленности экономичная и безопасная работа с высокой производительностью технологических процессов диктует необходимость использования современных методов и приборов измерения, которые следят за состоянием оборудования и ходом процессов. Одной из таких задач является контроль за уровнем и расходом жидкостей. В химическом, нефтехимическом и нефтеперерабатывающем производствах, в пищевой промышленности, в производстве строительных материалов, в системах экологического мониторинга и во многих других отраслях измерения уровня жидкостей и других веществ - один из ключевых моментов.

Немаловажной задачей на современных предприятиях является оптимизация производства, сокращение расходов, что диктует всё возрастающая конкуренция. Применение современных приборов для измерения и контроля позволяет добиться выполнения работ меньшим числом рабочих и в более быстрые сроки. А повышение производительности труда ведёт и к увеличению доходов.

В настоящее время на предприятиях существуют различные средства автоматизации производства: используются многие разновидности датчиков, ставятся автоматические системы управления производством, системы сбора, хранения и обработки информации. Все перечисленные средства помогают автоматизировать управление и контроль в технологических процессах повысить качество продукции и оптимизировать расход сырья, сделать процесс измерения каких-либо параметров производственного процесса менее трудоёмким, а значит уменьшить себестоимость продукции. Таким образом, применение высокочастотных уровнемеров является перспективным и нужным направлением для развития экономической базы России[14].

В связи с этим существует большое количество различных моделей уровнемеров, как крупных, так и мелких фирм-производителей, которые решают различные задачи кроме своей прямой функции. При этом возникает проблема выбора из числа возможных альтернатив проектных вариантов оптимальных систем измерения и контроля уровня различных веществ, снижающих издержки.

Повышение экономической эффективности производства является наиболее сложной и важной задачей. Необходимо стремиться достичь наибольшей эффективности при наименьших трудовых, материальных и финансовых затратах. Большое значение имеет качество разрабатываемого дальномера, надёжность, долговечность, возможность эксплуатации в экстремальных условиях и других направлениях для повышения эффективности производства.

В последнее время импульсные уровнемеры находят применение в различных технологических процессах на различных производствах. Это говорит о том, что они востребованы современным миром и что их использование не только облегчает и упрощает технологии, но и дает какую-то экономическую выгоду, а следовательно снижает себестоимость этих технологий и увеличивает долю получаемой прибыли.

В настоящее время существенно возросли потребности в бесконтактных измерениях расстояний и ожесточились требования к точности этих измерений. Решение задачи измерения расстояния с помощью импульсного дальномера связано с отношением мощностей сигнала и шума (q). При q<1 для повышения точности требуется оптимальная обработка сигнала, при которой форма выходного импульса совпадает с модулем корреляционного интеграла зондирующего сигнала. Если q>>1, то оптимальной обработки не требуется, полосу пропускания приёмника выбирают гораздо более широкой, чем при оптимальной обработке, и отражённый импульс на выходе системы обработки сохраняет форму огибающей зондирующего сигнала [2].