Уровнемеры поплавковые, ультразвуковые для жидкости и сыпучих сред

Уровнемеры - это приборы для измерения или контроля уровня жидкостей и сыпучих сред в резервуарах, хранилищах, технологических аппаратах химических производств и т.п. Приборы используются для определения количества жидкости или сыпучего материала с целью их учета и сигнализации о переполнении бункеров, расходных баков и других сосудов называют уровнемерами широкого диапазона измерений. Последний определяется в данном случае геометрическими размерами сосудов. Приборы снабжены шкалами с делениями, которые находятся по одну сторону от нулевой отметки; шкалы градуируются в см, дм и м. При необходимости поддержания уровня на заданной высоте приборы показывают величину его отклонения от нормального положения и называют уровнемерами узкого диапазона измерений (100-150 мм). Шкалы данных приборов имеют деления по обе стороны от нулевой отметки (находится посередине) и градуируются в мм и см.

Уровнемеры могут применяться для:
• коммерческого учета жидкого топлива, сырья, продуктов;
• дозированного налива;
• предотвращения перелива резервуаров;
• предотвращения сухого хода перекачивающих насосов;
• контроля герметичности резервуаров;
• технологического регулирования уровня и температуры жидкости.

» Уровнемер – комплект приборов, состоящий из одного или нескольких преобразователей и вторичных приборов, соединенных между собой линиями связи.

» Преобразователь – измерительное устройство, преобразовывающее физические величины измеряемой среды (уровень, температуру, плотность) в цифровой электрический сигнал.

» Вторичные приборы – устройства, осуществляющие дальнейшее преобразование электрических сигналов, блоки питания.

» Линия связи – трехпроводная линия ("минус", "линия", "плюс"), по которой осуществляется связь между преобразователями и вторичными приборами. Линия связи также служит для питания преобразователей и сигнализаторов. Обмен информацией по линии связи осуществляется по внутреннему цифровому протоколу.

Виды уровнемеров

Уровнемеры для жидкостей по принципу действия разделяются на визуальные, поплавковые, гидростатические, электрические, ультразвуковые и радиоизотопные. Рассмотрим визуальные и поплавковые уровнемеры.

• Визуальные уровнемеры (рис. 1) - простейшие измерители уровня жидкости. К технологическому аппарату 1 через запорные вентили 2 подсоединено указательное стекло (трубка 3). Аппарат и трубка представляют собой сообщающиеся сосуды, поэтому уровень H жидкости в трубке всегда равен ее уровню в аппарате и отсчитывается по шкале.

• Поплавковые уровнемеры - это приборы, у которых чувствительный элемент - поплавок, находящийся на поверхности жидкости (рис. 2, а). Поплавок 1 уравновешивается грузом 3, который связан с поплавком гибким тросом 2. Уровень жидкости определяется положением груза относительно шкалы 4. Пределы измерений устанавливают в соответствии с принятыми значениями верхних (ВУ) и нижних (НУ) уровней.

Значительно надежнее тонущие поплавки - массивные буйки (рис. 2, б). При изменении уровня жидкости по закону Архимеда изменяется действующая на конец рычага 2 выталкивающая сила (вес буйка 1). Соответственно изменяющийся момент сил, действующих на рычаг 2, от буйка передается через вал 5, закрепленный в донышке 7, на трубку 6 и уравновешивается моментом ее скручивания. Изменение угла скручивания трубки пропорционально величине уровня.

Уровнемеры для сыпучих сред имеют свои особенности. Характерным отличием сыпучих сред от жидкостей является непропорциональность передачи давления на дно и стенки емкости в зависимости от уровня в ней контролируемого вещества. Простейшие уровнемеры для сыпучих материалов выполняются с чувствительными элементами, соприкасающимися с поверхностью вещества. Изменение уровня дистанционно передается на вторичный измерительный прибор.

Наиболее распространены лотовые уровнемеры. В них зонд (лот) и груз подвешены на блоке храпового колеса. Зонд периодически приподнимается с помощью управляемого пневматическим генератором импульсов пневматического мембранного привода (воздействующего на колесо через собачку) и опускается на поверхность сыпучего материала под действием силы тяжести. Если уровень не изменяется, зонд поднимается и опускается на одно и то же расстояние. При понижении уровня среды зонд опускается на большее расстояние, чем поднимается, и наоборот. Уровнемеры должны работать так, чтобы при изменении уровня в заданных пределах давление сжатого воздуха на выходе прибора изменялось от 20 до 100 кПа. С выхода пневмопреобразователя воздух подается на вторичный прибор. Лотовые уровнемеры позволяют измерять уровень до 20м. В меньшей степени для определения уровня сыпучих материалов применяют также поплавковые, массовые, электрические (емкостные) и радиоизотопные уровнемеры.