Виды уровнемеров

Виды уровнемеров

Датчики уровня используются как контроллеры наполнения емкостей, резервуаров, баков, траншей, трубопроводов с жидкостями или сыпучими материалами. Используются не только для замеров уровня, но и в качестве концевых выключателей (предупреждают переполнение или работу в «сухом режиме»). В зависимости от типа контролируемого технологического процесса можно использовать традиционные уровнемеры, измеряющие количество вещества в емкости по всей площади, или узкопредельные, срабатывающие с большей точностью только на определенном участке.

Особенности уровнемеров

По функциональности устройства делятся на два типа: сигнализаторы, позволяющие отслеживать определенную точку заполнения (макс. или мин.) и уровнемеры, предназначенные для беспрерывного мониторинга. Сфера применения приборов определяется принципом их действия (в основе может быть акустика, оптика, гидростатика, электропроводность). Также они бывают контактные или бесконтактные.

Выбирая современные уровнемеры, учитывают цели, для которых будут проводиться измерения. Также принимают во внимание вид измеряемой жидкости – ее плотность, категорию опасности и прочие характеристики. Принцип действия уровнемера подбирается с учетом материала емкости. Приборы могут работать с аналоговым сигналом, в качестве реле или как радар.

При подборе обязательно учитывают санитарные нормы, устойчивость к механическим воздействиям, вибрациям, химикатам, возможность эксплуатации во взрывоопасной среде (в зависимости от особенностей проходящих техпроцессов).

Область использования уровнемеров

Контроль уровня жидкости или сухого вещества в резервуаре, емкости – необходимость для многих автоматизированных технологических процессов, а также в системе водопроводов, подачи жидкостей и так далее.

Это оборудование предназначено для измерений уровней твердых, жидких, сыпучих веществ, находящихся в открытых и закрытых резервуарах под давлением или без. Оно обеспечивает точность измерений вне зависимости от уровня загрязнения и состава среды.

Основные виды уровнемеров

Уровнемеры классифицируются по режимам деятельности на устройства для непрерывного измерения или для дискретного контроля. Также они разделяются по типу измеряемого продукта на оборудование, предназначенное для жидкостей (нефтепродуктов, воды, растворов, суспензий) и для сухих сыпучих элементов (гранул, порошков).

Приборы, предназначенные для контроля за уровнем жидкости, также классифицируются по принципу действия:

• Электродные: проводится дискретный контроль рабочей среды с использованием ее электропроводности. Рабочая среда (электрический проводник) доходит до электрода, в результате чего электрическая цепь замыкается и возникает сигнал. При уменьшении количества рабочей среды цепь размыкается. В комплект может входить несколько электродов, и можно настраивать их разную длину. Это устройства простой конструкции, но они могут срабатывать только в электропроводных средах (например, в воде);
• Емкостные. В основе – принцип определения емкости конденсатора, а в качестве конденсатора – изолированный электрод и стенки того резервуара, в котором он находится. При изменении уровня жидкости изменяется площадь (а значит, и емкость) такого конденсатора. С помощью таких уровнемеров можно проводить постоянный контроль рабочей среды на глубине до 50 м и при температуре до +250°С. Отличаются высокой чувствительностью;
• Поплавковые. Уровень жидкости определяется путем механического перемещения герметичного полого поплавка на поверхности. При изменении высоты уровня срабатывает микровыключатель, и тем самым устройство сигнализирует об изменении высоты уровня. Эти устройства могут использоваться в баках с топливом и в цистернах с водой – иными словами, в емкостях с разными типами сред, вне зависимости от их температуры и плотности;
• Магнитные. Представляют собой мерную трубку с поплавком и встроенным магнитом. Создается одинаковый уровень жидкости в резервуаре и трубке, а магнит в устройстве действует на магнитный указатель, установленный снаружи. Эти приборы могут применяться для разных типов жидкостей, за исключением нефтепродуктов;
• Визуальные оснащены смотровым стеклом и часто применяются в паровых котельных или на химическом производстве;
• Гидростатические могут быть врезными и погружными, позволяют измерять уровень даже при высоком давлении рабочей среды вне зависимости от типа жидкости. Подходят для однородных сред в водоемах, хранилищах, скважинах, промышленных резервуарах.

Преимущества гидростатических уровнемеров

Принцип действия гидростатического уровнемера основан на преобразовании значений давления столба жидкости в высоту этого столба по известной плотности среды. Для измерения гидростатического давления может использоваться манометр (датчик избыточного давления, подключенный на нижнем предельном уровне). Чаще всего применяются дифференциальные датчики давления, с помощью которых можно измерять уровень жидкости в агрегатах, работающих под давлением.

Эти модели могут использоваться для жидкостей с разным уровнем текучести, в том числе вязких, а также для паст. Также они подходят для контроля уровня в открытых резервуарах и для определения уровня раздела жидкости.

Ключевыми преимуществами таких устройств считаются:

• Высокая точность;
• Возможность непрерывного измерения;
• Простая компактная конструкция;
• Возможность использования для вязких и пенистых сред;
• Высокая устойчивость к помехам;
• Возможность встраивания в автономную систему благодаря низкому энергопотреблению;
• Не требуют сложного технического обслуживания.

Эти устройства относятся к контактным, то есть они не зависимы от состояния поверхности жидкости в емкости.

Компания «Измеркон» предлагает гидростатические и емкостные уровнемеры (в том числе автономного типа) для разных типов емкостей, используемых на промышленных предприятиях общего или специального назначения. Предлагаем датчики малых габаритов для контроля стандартных, вязких или агрессивных жидкостей, в обычном, химостойком или взрывозащищенном исполнении.

Магнитострикционные уровнемеры: принцип действия, преимущества, применение

Непрерывное измерение уровня по радарному принципу основано на теории распространения электромагнитных волн британского физика Джеймса Максвелла, созданной им в 1865 году. Он предположил, что силовые линии меняющегося магнитного поля окружены кругообразными силовыми линиями электрического поля, даже при отсутствии электрических проводников. Вдохновлённый этой теорией, немецкий физик Кристиан Гюльсмайер в 1904 году в Дюссельдорфе разработал телемобилоскоп и запатентовал этот первый радарный прибор. Благодаря этому устройству он стал известен как изобретатель первого радара.

Принцип измерения

Измерение уровня молока на стерильных танках хранения
Излучаемый сигнал отражается от поверхности измеряемой среды и с небольшой временной задержкой t принимается антенной. Используемый радарный принцип называется FMCW (непрерывное частотно-модулированное излучение). При радарном FMCW измерении используется высокочастотный сигнал, частота излучения которого во время измерения линейно возрастает (так называемое качание частоты). Излучаемый сигнал отражается от поверхности измеряемой среды и принимается с небольшой временной задержкой t. Время задержки рассчитывается по формуле t=2d/c, где d — это дистанция до поверхности продукта, а c — это скорость света в газе над поверхностью среды. На основании частоты посланных и принятых сигналов рассчитывается разница Δf, используемая при дальнейшей обработке сигнала. Разница частот прямо пропорциональна дистанции. Большая разница между частотами соответствует большей дистанции, и наоборот. Разница частот Δf трансформируется в частотный спектр с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ), на основании которого затем рассчитывается дистанция. Уровень рассчитывается как разница между высотой резервуара и полученной дистанцией.

Устройства для измерения уровня

Определение уровня материалов, помещенных в различного вида емкости, осуществляется при помощи специальных устройств, называемых уровнемерами.

Конструкция и принцип действия этих устройств достаточно разнообразны. Они отличаются назначением, точностью измерения, чувствительностью датчиков, частотой проведения измерений, возможностью дистанционного измерения и автоматизации, стоимостью обустройства системы измерения, способом реализации.

В настоящее время широко применяются следующие системы измерения уровня жидких и сыпучих материалов:

• поплавковые, волноводные, гидростатические, емкостные (контактные системы);
• со звуковым зондированием, с радиационным или электромагнитным излучением (бесконтактные системы).

Всем этим системам свойственны как преимущества, так и определенного рода недостатки.

Получить более подробную информацию о магнитострикционных уровнемерах, можно на сайте https://dmliefer.ru/k-tek — ведущего оператора на рынке импортного оборудования – компании DMLieferant.

Ультразвуковой уровнемер

Ультразвуковые уровнемеры используются для непрерывного измерения уровня жидкостей и сыпучих веществ практически во всех отраслях промышленности.

Принцип измерения

Ультразвуковой уровнемер в эксплуатации на лотке Паршаля
Короткие ультразвуковые импульсы в диапазоне от 18 до 70 кГц излучаются сенсором в направлении измеряемой среды, отражаются от её поверхности и снова улавливаются сенсором. Импульсы распространяются со скоростью звука, при этом время между моментом излучения и приёма сигнала зависит от уровня заполнения резервуара. Новейшая микропроцессорная технология и зарекомендовавшее себя программное обеспечение гарантируют надёжное обнаружение эхо-сигнала уровня даже при наличии ложных эхо-сигналов, отражённых от внутренних конструкций, и высокоточное вычисление дистанции до поверхности измеряемой среды. Чтобы компенсировать влияние времени прохождения акустического сигнала, встроенный температурный датчик определяет температуру в резервуаре.

Благодаря простому вводу габаритных размеров ёмкости и измеренной дистанции рассчитывается сигнал, пропорциональный уровню. Таким образом, отсутствует необходимость в заполнении ёмкости для выполнения точной настройки.

Метод непрерывного ультразвукового измерения уровня доказал свою эффективность. Ультразвуковые уровнемеры подходят для измерения дождевой и сточной воды, для жидкостей с низким или высоким уровнем загрязнения, с содержанием твёрдых частиц или шлама. Само собой разумеется, что при работе с сыпучими веществами к измерительному прибору предъявляются другие требования, чем при работе с жидкостями. Ведь поверхность измеряемого продукта при этом неровная и часто представляет собой насыпной конус. Многие вещества вызывают интенсивное образование пыли. Кроме того, многие резервуары для сыпучих веществ намного выше, чем ёмкости для жидкостей.

Принцип рефлекс-радарного измерения уровня

Преимущества магнитных преобразователей уровня

• Отсутствие необходимости в источнике электропитания для датчика;
• Не подвержены влиянию волнения на поверхности жидкости и сильной вибрации;
• Защита датчика от внешних воздействий специальной демпферной трубкой;
• Способность выдерживать температуру до +200°С при работе в химически агрессивных средах;
• Устойчивость к внешним воздействиям мешалок, пены и образованию пузырьков;
• Высокая надежность работы и простота конструкции;
• Простой монтаж и отсутствие калибровки.

Рефлекс-радарный уровнемер

Принцип измерения

Принцип измерения рефлекс-радарного TDR уровнемера основан на проверенной технологии рефлектометрии интервала времени (TDR). При данном способе измерений электромагнитные импульсы малой мощности посылаются по стержневому или кабельному волноводу каждую наносекунду. Эти импульсы движутся со скоростью света. Достигнув поверхности измеряемого продукта, импульсы отражаются, а интенсивность отражения зависит от диэлектрической постоянной продукта εr (например, от поверхности воды отражается до 80% от уровня первоначального импульса). Прибор измеряет время между моментами излучения сигнала и получения отражённого сигнала: Половина этого времени соответствует расстоянию между точкой отсчёта в приборе (уплотнительная поверхность фланца) и поверхностью измеряемой среды. Это временное значение преобразуется в выходной токовый сигнал 4…20 мА и/или дискретный сигнал. Пыль, пена, испарения, неспокойная поверхность, кипящие жидкости, изменения давления, температуры и плотности не влияют на работу прибора.

Достоинства и область применения

Магнитострикционные уровнемеры обладают такими достоинствами:

• высочайшей чувствительностью, которая многократно превышает чувствительность большинства других бесконтактных приборов и датчиков;
• высокой точностью измерения;
• простотой технического обслуживания;
• надежным, долговечным, мало изнашиваемым конструктивным устройством.

Они широко применяются для оснащения емкостей, резервуаров, резервуарных парков автоматическими системами контроля уровня жидких и сыпучих материалов, включая нефть и нефтепродукты, легковоспламеняющиеся и горючие материалы, жидкости с едкими, коррозионными и токсическими свойствами, сухие природные и искусственные сыпучие материалы.

Поплавковый уровнемер

Принцип измерения

Принцип работы поплавкового уровнемера
Магнитный байпасный индикатор уровня функционирует по принципу сообщающихся сосудов. Измерительная камера устанавливается вплотную к ёмкости таким образом, чтобы условия в измерительной камере и в ёмкости были одинаковыми. Поплавок оснащён cистемой постоянных магнитов, предназначенных для передачи измеренных значений на локальный индикатор. Система магнитов поплавка либо активирует магнитные пластины (флажковый индикатор) в соответствии с уровнем жидкости, либо перемещает магнитный указатель в индикаторе в зависимости от выбранного способа индикации. Индикация уровня осуществляется посредством изменения положения группы вертикально расположенных магнитных флажков или исходя из положения магнитного указателя.

Область применения магнитных уровнемеров жидкости

Магнитно-поплавковые преобразователи уровня могут применяться как в герметичных емкостях, находящихся под давлением, так и в открытых, связанных с атмосферой.

Датчики используются в отраслях промышленности, где необходимы регулярные замеры уровня ГСМ, воды и других технических жидкостей:

• производство нефтепродуктов;
• предприятия энергетики;
• химическая и легкая промышленность;
• фармацевтика;
• целлюлозное производство.

Конструкции магнитных преобразователей уровня могут иметь возможность верхнего или бокового монтажа.

Буйковый уровнемер

Принцип измерения

Индикатор уровня работает по принципу вытеснения. Согласно этому принципу длина тела, погружённого в жидкость, соответствует диапазону измерения уровня. Подвешенный на измерительной пружине стержень-вытеснитель погружён в жидкость, и на него в соответствии с законом Архимеда воздействует выталкивающая сила, пропорциональная массе вытесненной телом жидкости. Изменению выталкивающей силы точно соответствует изменение длины пружины, что позволяет измерить уровень. Изменение длины пружины преобразуется при помощи магнитной системы в изменение уровня и передаётся на индикатор.

Расчетная схема

Буек закреплен на упругой подвеске с жесткостью с, действующей на буек с определенным усилием. Увеличивая уровень на Н от нулевого положения 00, увеличиваем выталкивающую силу, что вызывает подъём буйка на х, причём при его подъёме увеличивается осадка, т.е. х < h. При этом изменяется усилие, с которым подвеска действует на буек, причём изменение равно изменению выталкивающей силы, вызванной увеличением осадки буйка на (h — х): хс = (h — х)ρ жgF — (h- х)ρ гgF, где с — жесткость подвески; ρ ж, ρ г — плотность жидкости и газа; F— площадь поперечного сечения буйка. Отсюда легко получить выражение для статической характеристики буйкового уровнемера: x = h/(1 + с(ρ ж — ρ г)gF). Таким образом, статическая характеристика буйкового уровнемера линейна, причём чувствительность его может быть изменена за счет увеличения F или уменьшения жесткости подвески с. При большой жесткости подвески буек перемещаться не будет, однако при изменении уровня изменится усилие, с которым он действует на подвеску. В этом случае при увеличении уровня на h изменение усилия равно hF(ρ ж — ρ г)g. Такой принцип используется, например, в буйковых уровнемерах типов Сапфир-22ДУ, УБ-Э, ПИУП (ранее УБ-П). Последние уровнемеры снабжены преобразователями с силовой компенсацией (УБ-Э) с унифицированным токовым выходным сигналом, УБ-П и ПИУП с унифицированным пневматическим выходным сигналом).

Модельный ряд магнитных уровнемеров

Модельный ряд магнитных уровнемеров для жидких сред представлен следующими сериями:

Магнитные поплавковые уровнемеры для непрерывного измерения уровня нефтепродуктов

Магнитные поплавковые уровнемеры — относительно недорогие датчики небольшой точности для непрерывного контроля уровня нефтепродуктов.

По своему принципу работы они соответствуют магнитным поплавковым сигнализаторам последовательного расположения. Отличие состоит в том, что внутри полой трубы зонда по всей её длине располагаются магнитные герметизированные контакты, переключающиеся при перемещении относительно них поплавка со встроенным в него постоянным магнитом. При срабатывании контактов изменяется сопротивление цепочки соединенных с контактами резисторов. Изменение полного сопротивления цепочки резисторов превращается в сигнал, пропорциональный величине уровня нефтепродукта в резервуаре.

Таким образом, в ряду важнейших характеристик такого уровнемера появляется величина дискретности измерений, напрямую связанная с разрешающей способностью. Рассматриваемые семейства датчиков UQZ и имеют дискретность измерений соответственно ±10 мм и ±6,35/12,7 мм.

Магнитострикционные уровнемеры используются для высокоточного непрерывного контроля уровня нефтепродуктов в сложных технологических условиях.

В основе работы используется физический эффект, заключающийся в возникновении механических деформаций магнитных материалов при изменении окружающего магнитного поля. Устройство имеет погружной зонд в качестве волновода, поплавок, движущийся вдоль зонда, находясь на поверхности контролируемой жидкости, и электронный блок, формирующий и обрабатывающий сигналы, позволяющие судить об уровне жидкости в резервуаре. Подробное рассмотрение механизма работы таких датчиков не входит в задачи данного обзора, однако применение этого физического метода позволило получить следующие важные качества этого вида датчиков для измерения уровня:

• высокая точность и разрешающая способность;
• непрерывность измерений, обусловленная высоким быстродействием;
• высокая отказоустойчивость устройств;
• практически полная независимость результатов измерений от условий технологической среды.

Благодаря таким качествам устройства используются в приложениях с низкими температурами и высокими давлениями. Разрешающая способность метода достигает величины ±0,02% от полного диапазона измерений, поэтому датчики применимы для целей коммерческого учета продукции, сырья и точного дозирования компонент. Уровнемеры представлены семействами NivoTrack, и MLT.

Байпасные указатели уровня — предельно простые и надежные устройства непрерывного визуального контроля уровня нефтепродуктов.

Байпасные указатели уровня (тип NivoFlip ML) не требуют подвода напряжения питания и позволяют работать при высоких температурах и давлениях. Внутри байпасной трубы находится только поплавок с поляризованным магнитом. Остальные части располагаются снаружи. Это обеспечивает возможность технического обслуживания без остановки технологического процесса. Простота и надежность устройства обеспечивают возможность работы в диапазоне температур −35°С…+250°С и при давлениях до 100 бар. Имеется версия для работы с вязкими нефтепродуктами, с плотностью до 1,25 г/см³.

Для целей автоматизации процесса можно применять эти уровнемеры совместно со специальным магнитострикционным датчиком уровня типа NivoTrack.

Криогенный поплавковый уровнемер

1. Описание.
Поплавковый уровнемер это средство измерения уровня жидкости в непрозрачном сосуде. В данной конкретной статье мы разберем работу и настройку поплавкового уровнемера для криогенных вертикальных газификаторов емкостью 175-250 литров. Газификатор является универсальным криососудом, предназначенным для работы с несколькими средами: кислород, азот, аргон, СПГ, углекислый газ. Будучи универсальным изделием, газификатор снабжён универсальной арматурой, предназначенной для работы в нескольких средах и уровнемер не исключение.
Стандартный поплавковый уровнемер состоит из:
1. Защитный колпак.
2. Указатель.
3. Кожух поплавка
4. Установочный штуцер (М18х2)
5. Уплотнительное кольцо.
6. Поплавок.
7. Компенсационная пружина.
8. Алюминиевый груз

Рисунок №1. Указатель поплавкового уровнемера.

Принцип действия: в рабочей среде различной плотности поплавок уровнемера ведет себя по разному. К примеру: если поместить в емкость равное по объему количество кислорода, азота и аргона, уровнемер будет давать различные показания. В емкости с азотом уровнемер займет относительно низкое положение, в емкости с кислородом — выше, и в емкости с аргоном самое высокое, относительно остальных, положение. Для удобства чтения показаний уровнемеру ниже приведена таблица с плотностью рабочих сред и плотностью алюминиевого сплава, из которого выполнен груз уровнемера. Литраж газификатора может быть разным (175-250 литров), зависит от производителя, соответственно и длина алюминиевого груза будет разной. К примеру для газификатора емкостью 195 литров длина груза составляет 108см, а для сосуда емкостью 210 длина груза составит 117 см.

Таблица №1. Относительная плотность веществ.

Важно: не следует ожидать точных показаний от поплавкового уровнемера. Его конструкция подразумевает такую значительную погрешность измерений, что с точностью можно зафиксировать такие показания как «полон», «наполовину полон» и «пуст». Задача поплавкового уровнемера — во время известить пользователя об отсутствии рабочей жидкости.

2. Настойка.

Если вы обратились к данному пособию, значит, скорее всего, столкнулись с проблемой неточности показаний при работе уровнемера на вертикальном газификаторе.
На вертикальный сосуд завод-производитель устанавливает уровнемер с настройкой на определенную рабочую среду. По умолчанию уровнемер настроен на самую популярную рабочую среду: кислород. Обозначение рабочей среды и гидравлический объем емкости указан на установочном штуцере уровнемера.

Рисунок №2. обозначение рабочей среды и объем сосуда.

Груз уровнемера выполнен из алюминия. Таким образом, если вы используете свой газификатор для работы азотом, а уровнемер настроен на кислород, то уровнемер может показывать уровень «пусто» даже когда жидкости в сосуде будет еще 10-15% от её полного объёма.
Точно настроить уровнемер можно только под одну среду, т.е. если вы попытаетесь настроить с помощью описанного метода свой уровнемер, то перенастроить его на какую либо другую среду уже не получится. Если в полном сосуде указатель уровня находится выше отметки FULL, то настройку произвести нельзя.
Что бы произвести настройку вам понадобятся:
1)Крестовая отвёртка
2)Ключ под шестигранник
3)Угловая шлифмашина
4)Линейка
5)Маркер
6)Средства личной защиты
ВАЖНО:Настройка уровнемера производится только на полностью заправленном сосуде.

Пошаговая инструкция:
1 шаг: Необходимо стравить излишки газовой фракции из сосуда. Для этого откройте вентиль газосброса и оставьте его в таком положении на 7-8мин, пока избыточное давление в емкости не станет равным нолю. После стравливания вентиль оставить открытым. Запомнить или отметить исходное положение указателя уровнемера.
2 шаг: Необходимо снять защитный колпак уровнемера. Для этого отверните шурупы крестовой отвёрткой

Рисунок №3. Демонтаж защитного колпака.

3 шаг: После снятия защитного колпака необходимо открутить фиксирующую гайку уровнемера шестигранным ключом. Из отверстия горловины будет идти пар, не пугайтесь, это кипит и испаряется рабочая среда.

Рисунок №4. Демонтаж криогенного уровнемера.

4 шаг: Аккуратно извлеките уровнемер из сосуда. Груз может достигать длины до полутора метров, заранее приготовьте стремянку, чтобы аккуратно извлечь уровнемер, не переламывая его на соединении поплавка и груза. Не вращайте уровнемер вокруг своей оси, резьбовое соединение груза может развинтиться и груз упадет на дно сосуда.

Рисунок №5. Резьбовое соединение груза.

5 шаг: В нижней части груза необходимо отмерить от нижней границы 5см; поставить с помощью маркера отметку и отрезать угловой шлифмашиной часть груза по отмеченной Вами линии.

6 шаг: После 5-го шага необходимо установить уровнемер обратно на сосуд и зафиксировать изменение положения поплавка уровнемера.
7 шаг: В случае, если поплавок откалибровался до правильной отметки Full, закончить настройку. В случае, если поплавок находится ниже отметки Full более чем на 3мм, повторить Шаги с 4го по 6й.

Поплавковые и буйковые уровнемеры

Поплавковые и буйковые уровнемеры относятся к механическим.

Поплавковые — уровнемеры с чувствительным элементом (поплавком), тогда измерение происходит по оценке положения предмета на поверхности жидкости относительно двух точек измерений.

Буйковые уровнемеры, принцип действия которых основан на измерении выталкивающей силы, действующей на буёк (закон Архимеда). Перемещение поплавка или буйка через механические связи или систему дистанционной (электрической или пневматической) передачи сообщается измерительной системе прибора.

1 – поплавок, 2 – поплавковый гибкий трос, 3 – груз, 4 – шкала.

Рис. 2. Поплавковые уровнемеры с плавающим поплавком

Поплавковые измерительные приборы делятся на уравнемеры узкого и широкого диапазонов.

Поплавковые уровнемеры узкого диапазона представляют собой устройства, содержащие шарообразный поплавок, выполненный из нержавеющей стали, который плавает на поверхности жидкости и через штангу и специальное уплотнение соединяется или со стрелкой измерительного прибора, или с преобразователем угловых перемещений в унифицированный электрический или пневматический сигналы.

Поплавковые уровнемеры широкого диапазона представляют из себя поплавок, связанный с противовесом гибким тросом, в нижней части противовеса укреплена стрелка, указывающая значения уровня жидкости в резервуаре.

Важной характерной особенностью поплавковых уровнемеров, является высокое разрешение прибора 0,1 мм и точность измерений — 1 мм.

Область применения поплавкового метода измерения уровня очень широка. Его нельзя применять только в средах, образующих налипание, а также -отложение осадка на поплавок.

Типичным применением поплавковых уровнемеров является измерение уровня топлива, масел, легких нефтепродуктов в относительно небольших емкостях и цистернах. Поплавковый метод может с успехом применяться в случае пенящихся жидкостей, а для липких сред существуют вибрационные поплавковые указатели уровня жидкости.

Вывод: выполняя данную работу, я я ознакомилась с принципом действия уровнемеров.

Измерение уровня гидростатическими уровнемерами основано на уравновешивании давления столба жидкости в резервуаре давлением столба жидкости, которая заполняет измерительный прибор, или реакцией пружинного механизма прибора.

Рис. 3. Уровнемер-манометр с трубчатой пружиной

Измерение гидростатического давления осуществляется:

датчиком избыточного давления (манометром), подключаемым на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня;

дифференциальным манометром, подключаемым к резервуару на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью;

измерением давления газа (воздуха), прокачиваемого по трубке, опущенной в заполняющую резервуар жидкость на фиксированное расстояние (пьезометрический метод).

Наиболее широкое распространение получили приборы измерения уровня с использованием дифференциальных датчиков давления (дифманометров). Эти схемы с успехом применяются для измерения уровня жидкости в технологических агрегатах, находящихся под избыточным давлением.

По конструкции гидростатические датчики делятся на два типа: стационарные (мембранные) или погружные (колокольные). В первом случае датчик соединен с мембраной и прибор устанавливается внизу емкости. В случае погружного датчика чувствительный элемент погружен в рабочую среду и передает давление жидкости на сенсор через столб воздуха запаянный в подводящей трубке.

Типичное применение гидростатических уровнеметров — для однородных жидкостей в емкостях без существенного движения рабочей среды, а также ждя паст и вязких жидкостей. С помощью дифференциальных датчиков давления возможно также измерение уровня жидкости в открытых резервуарах, уровня раздела жидкостей.

К достоинствах данных уровнемеров можно отнести простоту конструкции и дешевизну. Однако у гидрастатических указателей уровня жидкости есть существенные недостатки — относительно низкая (по сравнению с другими методами) точность измерения и ограниченность применения из-за того, что монтаж устройства на дне резервуара требует постоянной плотности среды.

В электрических уровнемерах уровень жидкости преобразуется в какой-либо электрический сигнал. Электрические уравнемеры бывают ёмкостные и кондуктометрические.те

В ёмкостных уровнемерах чувствительным элементом служит преобразователь — конденсатор, ёмкость которого меняется пропорционально изменению уровня жидкости. Преобразователи выполняют цилиндрического и пластинчатого типов, а также в виде жесткого стержня. При измерении уровня агрессивных, но неэлектропроводных жидкостей обкладки преобразователя выполняют из химически стойких сплавов или покрывают тонкой антикоррозионной пленкой. Покрытие обкладок тонкими пленками применяют также при измерении уровня электропроводных жидкостей.

Действие кондуктометрического (омического) указателя уровня жидкости основано на измерении сопротивления между электродами, помещенными в измеряемую среду (одним из электродов может быть стенка резервуара или аппарата). Прибор представляет собой электромагнитное реле, включаемое в цепь между электродом и контролируемым материалом.

Омические уровнемеры используют для сигнализации и поддержания в заданных пределах уровня исключительно электропроводных жидкостей в емкостях, бойлерах, контейнерах или открытых каналах, а также для управления насосами в дренажах, водных установках и емкостях.

В акустических, или ультразвуковых, уровнемерах используется явление отражения ультразвуковых колебаний от плоскости раздела контролируемая среда (жидкость) — газ. Эти приборы отличаются по диапазонам измерения, версиями датчика и имеют разные технологические присоединения.

Прибор состоит из электронного блока (ЭБ), пьезоэлектрического излучателя (преобразователя) и вторичного прибора.

Электронный блок состоит из генератора, задающего частоту повторения импульсов, генератора импульсов, посылаемых в измеряемую среду, приемного усилителя и измерителя времени. Электрический импульс, преобразованный в ультразвуковой в излучателе, распространяется в газовой среде, отражается от границы раздела «жидкость — воздух» и возвращается обратно, воздействуя спустя некоторое время на тот же излучатель. Далее преобразуется в электрический сигнал. Оба импульса: и посланный и отраженный, разделенные во времени, поступают на усилитель.

Свойства среды не влияют на точность измерения, полученного ультразвуковым методом, поэтому ультразвуковым уровнемером может измеряться уровень агрессивных, абразивных, вязких и клейких веществ. Однако необходимо помнить, что на скорость распространения ультразвука оказывает влияние температура воздуха в среде его работы. Скорость ультразвука зависит и от состава воздуха и его влажности.

К несомненным преимуществам использования акустических указателей уровня жидкости относятся: безконтактность, возможность использования в загрязненной среде, а также в различного вида жидкостях, отсутствие высоких требований к износостойкости и прочности оборудования, независимость от плотности жидкости.

Но есть и недостатки, на которые стоит обратить внимание: большое расхождение конуса излучения, возможность возникновения ошибок измерения при отражении от нестационарных препятствий (например, мешалок), может использоваться только в резервуарах с нормальным атмосферным давлением (что ограничевает область применения), на сигнал оказывают влияние пыль, пар, газовые смеси и пена, образующаяся на поверхности.

На данный момент есть множество самых различных методов измерения уровня, дающих возможность получать информацию как о предельных, так и о текущих его значениях. Однако не многие в могут быть реализованы в промышленных системах. Некоторые из реализованных методов являются уникальными, и случаи их применения можно пересчитать по пальцам, другие гораздо более универсальны и потому широко используются. Но есть и методы, удачно сочетающие в себе и уникальность, и универсальность. Именно к ним относится микроволновый бесконтактный метод, в просторечии именуемый радарным.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.