Виды измерительных инструментов

Способы изготовления датчика уровня воды своими руками

Датчик замера уровня воды при необходимости можно сделать своими руками. Самодельный прибор проигрывает в плане точности современным выпускаемым устройствам, но обходится намного дешевле. Сборка:

  • Берутся выпрямительные диоды, с них аккуратно спиливается верхняя колба и получается трубчатое соединение.
  • Сверлом 1,5 мм в корпусе соединения проделывается отверстие.
  • Берут проволоку и продевают ее во фторопластовую трубку (ее толщина должна равняться диаметру отверстия — 1,5 мм).
  • Один вывод шнура запаивается, а второй заклеивается клеем. Образуется «петля».

Внутренний проводник можно увеличить в размерах. Готовое устройство соединяют со схемой и подключают к индикатору. Им может выступить стрелочный циферблат или компактный монитор.

Есть еще один способ сделать датчик уровня воды, например, для управления насосом. Так как в скважине, колодце или любом другом резервуаре вода накапливается, насос следует автоматизировать — сделать так, чтобы он сам выключался после заполнения. Собирается уровнемер из магнитного пускателя с катушкой на 220 В и двух герконов: минимальный идет на замыкание, максимальный — размыкание. Как это работает:

  1. Набирается вода, в это время поднимается поплавок с магнитом.
  2. Жидкость доходит до геркона, выставленного на максимальном уровне. Под воздействием магнитного поля он размыкается, отключается катушка пускателя и как итог — обесточивается двигатель насоса.
  3. Действует это и в обратном порядке. В резервуаре кончается вода, в это время опускается поплавок и, когда он доходит до минимального уровня, контакты геркона замыкаются. Подается напряжение на катушку — включается насос.

Такой простой датчик может служить годами. Необходимые детали можно отыскать практически в любом городе, не говоря о Москве.

Конструкция

Как правило, основными элементами подобных приборов являются корпус, устройство преобразования, состоящее из первичного измерительного преобразователя (датчика) и совокупности элементарных средств измерения (СИ), и устройство индикации (стрелка со шкалой, экран и т.п.). Контрольно-измерительные приборы можно классифицировать по следующим основным признакам: по роду измеряемой величины, способу получения информации, метрологическому назначению, расположению.

  • По роду измеряемой величины различают приборы для измерения температуры, давления, количества и расхода, уровня, состава, состояния вещества.

  • По способу получения информации приборы подразделяются на показывающие, регистрирующие, сигнализирующие, компарирующие, регулирующие.

  • По метрологическому назначению приборы делятся на рабочие, образцовые3) и эталонные4).

  • По расположению различают приборы местные и дистанционные.5)

Дискретные поплавковые датчики

Дискретный сигнал в виде замыкания или размыкания контактов герконового реле используется схемой электронной индикации и сигнализации для оповещения о достижении уровня жидкости в емкости определенного значения. Металлические контакты, выполненные из материала с низким переходным сопротивлением при их замыкании, помещены в полую изолированную стеклянную колбу.

Датчик уровня воды в резервуаре с дискретным выходом имеет в своем составе направляющую в виде полой трубки, в которую не попадает жидкость из резервуара. Внутри направляющей закреплены контакты одного или нескольких герконовых реле. Место их расположения зависит от того, в каком случае необходимо получить сигнализацию о достижении уровнем жидкости заданного значения.

Поплавок датчика со встроенным в него небольшим постоянным магнитом движется вдоль направляющей при изменении уровня жидкости в емкости. Срабатывание контактной группы происходит в момент ее попадания в магнитное поле постоянного магнита поплавка. Сигнал по проводам, подключенным к контактам датчика уровня воды в емкости геркона, поступает на схему сигнализации.

Пьезометрические уровнемеры.

В пьезометрических системах измерения уровня для продувания через трубку помещенную в жидкость, дозированного расхода воздуха. Принцип действия этого регулятора основан на автоматическом поддержании постоянного перепада давления на дросселе, в результате чего обеспечивается постоянный расход воздуха через этот дроссель.

Принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня в открытом резервуаре представлена на рисунке 2, а, б, в, г.

На рисунке 2, д показана принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением.

Для исключения влияния давления в резервуаре на показания прибора, измеряющего уровень жидкости, применяется дифференциальный метод измерения с двумя регуляторами расхода. От одного регулятора расхода воздух подается в пьезометрическую трубку, от другого в верхнюю часть резервуара над жидкостью. Разность давлений в трубках, пропорциональная уровню жидкости, измеряется дифманометром.

В системах измерения нижний конец пьезотрубки должен находится на нижнем контролируемом уровне жидкости, но не ниже 80 мм от дна резервуара.

Расход воздуха устанавливается минимальным, чтобы перепад давления на пьезотрубке был возможно меньшим, так как это определяет погрешность измерения пьезометрическим методом.

Минимальный расход воздуха обеспечивается постоянным, без запаздывания, выходом воздуха из пьезометрической трубки при изменениях уровня. Обычно расход воздуха принимается равным 0,1 – 0,2 м3/ч.

Если пренебречь перепадом давления на пьезометрической трубке, то уровень в резервуаре

где Р – давление на манометре М или перепад давления на дифманометре; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

В случае, когда измеряется уровень в резервуаре, находящемся под избыточным давлением, давление питания регулятора расхода воздуха, подающего воздух в пьезотрубку, должно быть:

где Ризб – избыточное давление, кПа; Нмаксρg – максимальное гидростатическое давление столба жидкости, кПа.

Самостоятельный тест в быту

Приборы позволяют непрофессионалу самостоятельно получить информацию о качестве воды, которой он пользуется.

Из-под крана

Для получения общих сведений о наличии примесей в водопроводной воде достаточно приобрести TDS-метр. Например, TDS-3 (о нем рассказано в этой статье). При концентрации примесей ниже 100 мг/л воду можно считать пригодной для хозяйственных нужд, умывания, приготовления пищи.

Бутилированной

Такую воду пьют, считая ее гарантированно чистой.

Чтобы уверенность в чистоте была полной нужно сделать анализ бутилированной воды, для этого желательно иметь 3 аппарата:

  • TDS;
  • pH;
  • ОВП.

Минимальная концентрация примесей, нормальная кислотность и отрицательный ОВП сделают употребление бутилированной воды приятным и полезным.

Из родника, скважины, колодца

О наличии в исходной воде нерастворимых частиц сообщит мутномер. Его показания упростят выбор фильтра для предварительной очистки воды.

Более точный тест воды из колодца или скважины проводится с помощью солемера и pH-метра. По данным этих приборов принимается решение об установке умягчителя воды. Тестирование помогает определить не только качество воды, но и эффективность работы фильтров.

H2O из бассейна

Для обеззараживания воды в бассейне до сих пор иногда используется хлор. В этом случае приобретается фотометр с функцией определения хлора, его соединений и циануровой кислоты. Подойдет погружной фотометр SCUBA II.

Вместо хлора в частных бассейнах нередко применяется активный кислород. Его чрезмерная концентрация вредна для здоровья, поэтому приобретается прибор для измерения количества кислорода, растворенного в воде. Например, оксиметр Milwaukee Mw600.

Выбираем подходящую модель

Подведем итоги — гидростатические уровнемеры врезного и фланцевого типа подходят только в условиях возможности непосредственного контакта устройств с нижней частью емкости или резервуара. Погружные гидростатические датчики уровня позволяют решать задачи контроля жидких сред в труднодоступных местах. Также, в их конструкцию возможно внесение дополнительных опций (например, установка датчика температуры, датчика измерения плотности, адаптера сточных вод и т.д.).

Варианты исполнений гидростатических датчиков уровня также разделяются по типу измеряемых сред. Материалы и конструкция различаются для неагрессивных и агрессивных сред, пульпообразных веществ, густых и абразивных жидкостей.

По вопросам приобретения и подбора гидростатических уровнемеров Вам достаточно позвонить по телефону +7 (4812)209-311 или написать по электронной почте

Преимущества и недостатки

Преимущества ультразвуковых уровнемеров:

  • производство измерений без непосредственного контакта с жидкой средой, что позволяет работать с агрессивными жидкостями. К приборам не предъявляются повышенные требования к защищенности от негативных факторов внешней среды;
  • возможность измерения уровня без проникновения внутрь емкости, размещая датчик снаружи;
  • цена ниже другого типа бесконтактных сенсоров — радарных датчиков, вследствие более простой конструкции и менее дорогих комплектующих;
  • отражение ультразвука происходит от границы жидкости и газа, поэтому точность измерения не зависит от плотности жидкой среды, ее химических и физических свойств;
  • компактность;
  • мультисенсорность. Датчик служит для получения дополнительной информации о состоянии жидкости и емкости. Зависит от конкретной модели прибора.

Недостатки сенсоров уровня жидкости:

  • ошибочные данные из-за отражения ультразвуковых сигналов от конструктивных элементов емкости. Необходимо на стадии монтажа прибора не допускать нахождения элементов конструкции во фронтальной плоскости датчика. В узких баках ультразвуковые датчики не применяются;
  • показания прибора будут ошибочными при давлении газовой среды, большем или меньшем атмосферного. В вакууме прибор работать не будет. В подобных случаях необходимы сенсоры, использующие другие физические принципы;
  • зависимость точности измерений от температуры и состава газовой среды, ее влажности, загрязненности, запыленности;
  • искажения результатов измерений при образовании на поверхности жидкости пены либо турбулентных завихрений.

Область использования уровнемеров

Где используются гидростатические уровнемеры

Гидростатические датчики контроля уровня имеют простую конструкцию, отличаются невысокой стоимостью и надежностью работы. Широкий модельный ряд позволяет использовать их в любых отраслях, связанных с жидкими средами и в которых необходимы следующие работы:

  • Контроль уровня жидкости в любых открытых/закрытых резервуарах.
  • Мониторинг запасов подземных вод.
  • Вычисление гидрогеодинамической обстановки.
  • Расчет расходов сточных вод в стандартных водосливах.
  • Контроль уровня различных водоемов/бассейнов, озер, рек.
  • Контроль в пищевой промышленности (молоко, вода и т.д.).
  • Прогнозирование чрезвычайных ситуаций, вызываемых гидрологическими явлениями (расчет морского волнения и т.п.).

Принцип работы ультразвукового уровнемера

Для того, чтобы измерять или контролировать уровень, ряд акустических контрольно-измерительных приборов включает в себя устройства, которые работают на основе принципа передачи звуковой энергии в форме звуковых волн. Свойствами звуковых волн, измеряющих уровень, является их способность отражаться или отталкиваться от поверхности; их время прохождения, т.е. количество времени, за которое волны доходят до поверхности, отражаются от поверхности и возвращаются; и их частота.

Транзитное время, или время прохождения звуковых волн прямо пропорционально расстоянию, которое должны пройти звуковые волны; чем больше расстояние, которое должны пройти звуковые волны, тем больше величина транзитного времени. Частотой называется количество звуковых волн в единицу времени. В контрольно-измерительной системе уровня, в которой используется ультразвук, частота, с которой воспроизводятся волн обычно предопределена тем, используется ли эта система для измерения заполненного или свободного объема. Например, ультразвуковые волны с радиочастотами (приблизительно 30 kHz) обычно распространяются в воздухе и отражаются жидкостями. Их часто используют для измерений свободного объема, которые затем могут быть преобразованы в показания уровня. Ультразвуковые волны более высокой частоты (приблизительно 35 kHz или выше) обычно используются для измерений заполненного объема, т.к. такие волны легко перемещаются в жидкой среде, но скорее всего поглощаются или отражаются воздушной средой.

Непрерывное измерение уровня, в котором используются низкочастотные ультразвуковые волн

На рисунке выше изображена упрощенная схема акустической системы, которая используется для непрерывного измерения уровня. Основными деталями этой системы является блок управления, акустический излучатель и приемник. Здесь имеется электрическое подсоединение блока управления к внешней цепи, посредством которого обеспечивается подача электрического входного сигнала на излучатель. Излучатель преобразует электрическую энергию в звуковую энергию в виде звуковых волн. В данном примере электрическая энергия преобразуется в звуковые волны такой частоты, при которой они будут проходить через воздушную среду, но будут отражаться от поверхности жидкости. Когда звуковые волны отталкиваются от поверхности жидкости, они затем возвращаются к приемнику, который преобразует звуковые волны обратно в электрическую энергию. Блок управления посылает на индикатор электрический сигнал, который прямо пропорционален величине транзитного времени. На индикаторе фиксируется показание, которое в свою очередь прямо пропорционально уровню жидкости.

Непрерывное измерение уровня с использованием низкочастотных ультразвуковых волн — уровень жидкости в емкости повысился

Уровень жидкости увеличился и на индикаторе показание высокого уровня в емкости. При повышении уровня звуковым волнам требуется меньшее количество времени на то, чтобы пройти расстояние от излучателя до поверхности жидкости и обратно к приемнику: величина транзитного времени уменьшается. Соответственно, когда уровень жидкости понижается, величина транзитного времени увеличивается.

Иногда установка акустической системы наверху емкости может быть нежелательной. Некоторые жидкости испаряются, образуя пары, которые могут помешать проходу звуковых волн через воздушную среду, находящуюся выше уровня жидкости. В случаях возможного наличия в воздушной среде помех для звуковых волн, для непрерывного измерения уровня могут быть использованы высокочастотные ультразвуковые системы.

Непрерывное изменение уровня с помощью высокочастотных ультразвуковых волн

На рисунке выше акустическая система располагается на донной плоскости емкости. В этой системе используется высокочастотный звуковой сигнал, который проходит через жидкость и отражается от воздушной среды. В остальном, система работает по тому же самому принципу, что и система из предыдущего примера.

Для чего измереют уровень

Измерение уровня нужно для того, чтобы обеспечивать заранее заданный стандарт обслуживания для устройства. Отклонения от необходимого уровня могут вызвать сбои в работе и даже вывод устройства из эксплуатации.

Каждый автовладелец хоть раз в жизни измерял уровень масла при помощи ручного щупа, который представляет из себя тонкий длинный металлический объект с отметкой, определенной производителем автомобиля, соответствующей необходимому количеству масла в баке.

В промышленности применим тот же принцип, что и в измерении уровня масла в автомобиле, т.к. сложные устройства от малых до огромных габаритов требуют соблюдения заранее определенного уровня какой-либо жидкости: воды, нефтепродукта, особого химического раствора и т.д.
В результате измерений уровня получают информацию, необходимую для безопасной и эффективной эксплуатации завода. На некоторых заводах измерение уровня жидкости помогает оценить объемы сырья для переработки, объемы израсходованных закончившихся продуктов и объемы накопившихся при складировании отходов.

Измерение уровня жидкости в резервуаре всегда является вертикальным измерением. В данном случае измерением уровня будет высота жидкости или высота, на которую поднялась поверхность жидкости над донной плоскостью резервуара.

Базовая линия может находится с таким же успехом и наверху резервуара. В зависимости от того, где находится базовая линия, возможны различные виды непосредственного измерения уровня. Если за базовую линию принят уровень донной плоскости резервуара, то измерения уровня могут осуществляться, от донной части резервуара до поверхности жидкости; и это будет называться измерением высоты заполненного пространства в резервуаре. Если базовая линия находится наверху резервуара, измерение может проводится вне жидкости, от поверхности жидкости до верхней точки резервуара; обычно это называется измерением свободного или незаполненного объема в резервуаре (над поверхностью жидкости). Различие между измерением уровня жидкости заполненного объема и измерением свободного объема проиллюстрировано на рисунке ниже.

Два типа измерения уровня жидкости с непосредственным отсчетом

Реализация технологии

Под уровнем в данном случае понимается высота заполнения технологической установки (бака, резервуара, цистерны, поршня) рабочей средой. Само по себе знание этой величины необходимо для управления и контроля производственного процесса. В частности, такие замеры являются необходимой операцией в химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности. Зная уровень наполнения емкости для сбора очищенной нефти, к примеру, оператор может задать оптимальные параметры для работы перекачивающей насосной станции. И опять же, многие производства работают на автоматике, поэтому выходные данные могут обрабатываться контроллерами, которые даже без участия оператора подают команды исполнительным агрегатам с учетом полученных сведений об уровне наполнения контролируемого аппарата. В зависимости от конкретной технологической операции и требований к учету, могут меняться разные единицы измерения уровня – например, существуют методы с широким диапазоном замера от 0,5 до 20 м, а также специализированные лабораторные схемы контроля, при которых учитывается узкий спектр от 0 до 500 мм. Непосредственный замер осуществляют физические, электромагнитные и ультразвуковые аппараты, некоторые из которых также фиксируют и свойства среды – химический состав, давление, температуру и т. д.

Поплавковые средства измерений уровня

Среди существующих
разновидностей уровнемеров поплавковые
являются наиболее простыми. Получили
распространение поплавковые уровнемеры
узкого и широкого диапазонов.

Поплавковые
уровнемеры

узкого
диапазона

(рис. 17.2) обычно представляют собой
устройства, содержащие шарообразный
поплавок диаметром 80— 200 мм, выполненный
из нержавеющей стали. Поплавок плавает
на поверхности жидкости и через штангу
и специальное сальниковое уплотнение
соединяется либо со стрелкой измерительного
прибора, либо с преобразователем 1
угловых перемещений в унифицированный
электрический или пневматический
сигналы. Уровнемеры узкого диапазона
выпускаются двух типов:

·
фланцевые (рис. 17.2, а);

· камерные
(рис. 17.2,6).

Отличаются
способом их установки на технологических
аппаратах. Минимальный диапазон измерений
этих уровнемеров- 10-0-10 мм, максимальный
– 200-0-200 мм. Класс точности 1,5.

Поплавковые
уровнемеры широкого диапазона

.(рис. 17.2, в)
представляют
собой поплавок 1,
связанный с противовесом 4
гибким
тросом 2.
В
нижней части противовеса укреплена
стрелка, указывающая по шкале 3
значения
уровня жидкости в резервуаре. При
расчетах поплавковых уровнемеров
подбирают такие конструктивные параметры
поплавка, которые обеспечивают состояние
равновесия системы «поплавок —
противовес» только при определенной
глубине погружения поплавка. Если
пренебречь силой тяжести троса и трением
в роликах, состояние равновесия сис­темы
«поплавок – противовес» описывается
уравнением:

(17.1)

    
где
Gr,Gn
– силы тяжести противовеса и поплавка;
S – площадь поплавка; h1 – глубина
погружения поплавка; ρж – плотность
жидкости.

Повышение
уровня жидкости изменяет глубину
погружения поплавка и на него действует
дополнительная выталкивающая сила. В
результате равенство (17.1) нарушается и
противовес опускается вниз до тех пор,
пока глубина погружения поплавка не
станет равной h1.
При
понижении уровня действующая на поплавок
выталкивающая сила уменьшается и
поплавок начинает опускаться вниз до
тех пор, пока глубина погружения поплавка
не станет равной h1.Для передачи информации
о значении уровня жидкости в резервуаре
применяют сельсинные системы передачи.
Обычно ось сельсина- датчика кинематически
связана с барабаном, вращение которого
осуществляется в процессе перемещения
троса, а ось сельсина-приемника— со
счетным механизмом.

Рис.
17.2. Схемы поплавковых уровнемеров

Уровнемер (рис.
17.2, г)представляет
собой поплавок 1,
подвешенный на перфорированной стальной
(мерной) ленте 2.
Для исключения
горизонтальных перемещений поплавка
предусмотрены направляющие струны 3.
Отличительной
особенностью уровнемера этого типа
является то, что в нем осуществляется
натяжение мерной ленты пружинным
двигателем. Двигатель состоит из
барабанов 5
и 6.
Когда поплавок
находится в крайнем верхнем положении,
мерная лента 2
сматывается
на барабан-накопитель 4.
При понижении
уровня жидкости сила тяжести поплавка
преодолевает силы трения в подвижной
системе и усилие, создаваемое пружинным
двигателем. В результате поплавок
перемещается вниз. Перемещение поплавка
вниз сопровождается вращением
барабана-накопителя 4
и сматыванием
ленты 6
пружинного
двигателя с барабана 5
на барабан
7. При перемещении поплавка вверх
натяжение мерной ленты уменьшается и
лента пружинного двигателя перематывается
на барабан-накопитель 4.
В процессе
перемещения мерная лента вступает в
зацепление со штырями мерного шкива 9,
на оси
которого укреплен счетный механизм 8,
представляющий
собой десятичный счетчик с наименьшей
ценой деления 1 мм. Для передачи информации
на расстояние к валу отсчетного устройства
может быть подключен преобразователь
угла поворота в электрический или
пневматический унифицированные сигналы.
Минимальный диапазон измерений 0-12 м,
максимальный 0-20 м. Абсолютная погрешность
измерения ±4 и ±10 мм.

Классификация контрольно–измерительных приборов по точности измерения

По точности измерения приборы разделяются по классам, обозначаемым цифрами: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0. Обычно цифры, соответствующие классу точности прибора, наносят на шкалу и заключают в окружность. Класс точности выражается числом погрешности, соответствующей нормальным условиям работы прибора, т. е. нормальному положению прибора, нормальной температуре окружающей среды и др. Например, для прибора класса 1,5 со шкалой 0—1000° С допустимая погрешность будет равна ±15° С, для прибора того же класса, но со шкалой 0—500° С допустимая погрешность будет ±7,5° С, а для прибора того же класса с двусторонней шкалой от —50 до +100° С — ±2,25° С. Иначе говоря, допустимая погрешность вычисляется от алгебраической разности верхнего и нижнего пределов измерения.

Допустимая погрешность — наибольшая погрешность показа­ния прибора, допускаемая нормами. Она характеризуется постав­ленными перед ней знаками плюс и минус или одним из этих знаков, если распространяется только на одни положительные или отрицательные значения допустимых нормами погрешностей.

В настоящее время на промышленных предприятиях применяют в основном приборы классов точности 0,4; 0,5; 0,6; 1; 1,5. Прибо­рами класса 0,1; 0,15; 0,2 и 0,25 пользуются пока еще мало, а приборы классов 2,0; 2,5 и 4 применяют все реже, потому что их низкая точность не удовлетворяет возросшим требованиям про­мышленных технологических процессов.

Разновидности датчиков

Все уровнемеры классифицируются по принципу их действия. Основные типы измерительных устройств:

  1. Поплавковый. Это самый простой вариант измерения уровня воды в баке. Конструкция поплавкового уровнемера включает в себя 2 геркона, магнит и поплавок. Когда уровень жидкости увеличивается, поплавок поднимается до первого геркона, который отключает реле двигателя. Если резервуар опустошается, поплавок опускается до второго геркона, который запускает реле и включает насос, перекачивающий жидкость из скважины. Герконовый датчик предельного уровня жидкости можно сделать своими руками. При этом он будет работать, даже если в резервуаре будет объемный слой пены.
  2. Ультразвуковой. Эта разновидность измерительных устройств применяется как для сухой, так и для жидкой среды. Ультразвуковые датчики могут иметь дискретный или аналоговый выход. То есть приспособление может постоянно контролировать уровень воды или ограничивать наполнение емкости при достижении конкретной точки. Такой уровнемер состоит из приемника, УЗ-излучателя и контроллера, отвечающего за обработку сигнала. Сигнализаторы ультразвукового типа являются беспроводными и бесконтактными, поэтому их можно устанавливать даже во взрывоопасных и агрессивных жидкостях.
  3. Электродный (кондуктометрический). Такие уровнемеры не подходят для емкостей с дистиллированной водой. Стандартная конструкция оснащена трехуровневым сигнализатором, в котором наполнение резервуара контролирует пара электродов, а третий — предназначен для аварийных ситуаций, для запуска режима активной откачки.
  4. Емкостный. С использованием таких уровнемеров можно точно идентифицировать предельное наполнение резервуара. Они подходят как для жидкостей, так и для сыпучих субстанций. Емкостные уровнемеры функционируют по такому же принципу, что и конденсаторы: измерение выполняется между пластинками чувствительного элемента. При достижении пикового значения на контроллер отсылается соответствующий сигнал. Иногда емкостные сигнализаторы работают по принципу «сухого контакта», при котором устройство срабатывает через стенку резервуара. Эти приспособления могут эффективно работать в очень обширном диапазоне температур, на их функционирование не влияет электромагнитное излучение. Такие эксплуатационные свойства расширяют область использования емкостных уровнемеров.
  5. Радарный. Эта разновидность сигнализаторов является универсальной, так как она работает с любыми видами технологических сред, включая взрывоопасные и агрессивные жидкости. При этом показания не будут изменяться под воздействием температуры и давления. Прибор излучает радиоволны в определенном частотном диапазоне. Приемник улавливает отраженный радиосигнал и определяет заполненность резервуара, руководствуясь периодом задержки сигнала. На датчик-измеритель не влияет температура и давление. Запыленность технологической среды тоже не сказывается на показаниях. Специалисты отмечают, что радарные приспособления обладают максимальной точностью, так как их погрешность не превышает 1 мм.
  6. Гидростатический. Этот тип сигнализатора позволяет измерять как текущее, так и предельное наполнение емкостей. Принцип работы гидростатического устройства базируется на измерении давления столба жидкости. Популярность таких датчиков обусловлена небольшой ценой и достаточной точностью.
Емкостной датчик уровня жидкостиЕмкостной датчик уровня жидкости

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.

Ультразвуковые методы измерения и сигнализации уровня осадка в жидкости

Непрерывное измерение уровня

4.1 Принцип действия

Мониторинг содержания твердых частиц

Пара излучатель/приемник ультразвукового сигнала погружаются в резервуар, либо могут бытьустановлены в трубе. Ультразвуковой сигнал, который передается от излучателя к приемнику, ослабляется твердыми частицами в суспензии. Мощность полученного сигнала обратно пропорциональна содержанию твердых частиц в суспензии (плотности суспензии).

Рис 4.1 Принцип измерения содержания твердого осадка

Измерение уровня осадка

Ультразвуковой уровнемер может быть применен для обнаружения присутствия слоя осадка в жидкости и измерения его уровня в осветлителе или сгустителе.

Чувствительный элемент ультразвукового уровнемера погружается в надостаточную жидкость и ультразвуковые импульсы направляются вертикально вниз к слою осадка. Слой осадка отражает импульсы, которые улавливаются чувствительным элементом уровнемера.

Измерительная система измеряет время распространения импульса от уровнемера до слоя осадка. Если задать в уровнемере опорную высоту и скорость звука в жидкости, блок электроники вычислит уровень осадка.

Рис. 4.2

4.2 Преимущества

Ультразвуковые уровнемеры просты в монтаже, часто имеют встроенные средства настройки, и таким образом могут быть быстро запущены в эксплуатацию.

Так как чувствиельный элемент уровнемера погружной, измерение не зависит от состояния поверхности, наличия испарений и пены на поверхности.

Принцип измерения не зависит от оптических свойств жидкости, обеспечивает отсутствие подвижных частей, таким образом подобные измерительные системы практически не нуждаются в техническом обслуживании.

4.3 Ограничения

Погружные ультразвуковые уровнемеры разработаны для работы в жидкостях, содержание взеси в которых находится в пределах 0,5 .. 15%. Если в надосадочной жидкости содержится большее количество взеси, то измерительный ультразвуковой сигнал может быть полностью рассеян.

Ультразвуковой сигнал также может ослабляться пузырьками воздуха/газа в надосадосной жидкости. Пузырьки газа/воздуха могут увеличить погрешность измерения.

Дополнительное ограничение — необходимо обеспечить постоянное погружение чувствительного элемента.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий