Виды приборов и преобразователей для измерения уровня

Для измерения уровня жидкости с постоянной плотностью применяют гидростатические и буйковые уровнемеры и преобразователи уровня.

Анализ промышленных манометров

Анализ промышленных манометров.

Принцип действия гидростатических уровнемеров основан на измерении давления внутри жидкости, определяемого массой столба жидкости, расположенного между точкой измерения и поверхно­стью жидкости в емкости.

Если емкость открыта и жидкость, уровень которой измеряют, не агрессивна, то в качестве измерительного прибора применяют манометры (при высоте емкости
не ниже 4 м) или напоромеры (при высоте емкости ниже 4 м), устанавливаемые вблизи днища резервуа­ра.

Рисунок 1. Принципиальная схема гидростатического измерения уровня

Рисунок 1. Принципиальная схема гидростатического измерения уровня.

Давление, показываемое прибором, при постоянной плотности жидкости будет пропорционально уровню жидкости.

Для измерения уровня агрессивных жидкостей, контакт которых с чув­ствительным элементом недопустим, их отделяют потоком сжатого воздуха или газа, который подают в соединительную линию. В этом случае чувствительный элемент манометра не будет контактировать с жидкостью, уровень ко­торой измеряют.

Рис. 1 Принципиальная схема гидростатического измерения уровня: 1 -трубка, 2 -редукционный мневмоклапан, 3- вентиль, 4 - стакан, 5 - манометр

Гидростатический преобразователь уровня, пост­роенный по такому принципу, представляет собой трубку 1 (рис. 1), в которую от редукционного пневмо­клапана 2 через вентиль 3 и стакан  4 подают сжатый воздух. При небольшом расходе воздуха, который  регулируют вентилем по числу пу­зырьков воздуха в стакане 4 за единицу времени, давление, измерен­ное манометром будет равно гидростатическому давлению столба жидкости между концом трубки и поверхностью жидкости. При постоянной плотности жидкости показания манометра будут пропорциональны уровню жидкости.

Рисунок 2. Дифманометрический уровень с прямой (а) и обратной (б) шкалой: 1, 2 - отборы, 3 - уравнительный сосуд

Рисунок 2. Дифманометрический уровень с прямой (а) и обратной (б) шкалой: 1, 2 - отборы, 3 - уравнительный сосуд.

Уровень в емкости, которая находится под давлением ри, измеряют дифманометром. Перепад давлений (рис. 2 а) p = (pи + pг) т. е. равен гидростатическому давлению жидкости.

Рис. 2 Дифманометрический уровень с прямой (а) и обратной (б) шкалой: 1, 2 - отборы, 3 - уравнительный сосуд

Отборы 1 и 2 (рис. 2 а) дифманометра устанавливают вверху и внизу емкости, уравнительный сосуд 3 - на уровне отбора 2 и заливают в него измеряемую жидкость. Сосуд соединяют с отбором 1. В том случае, когда над поверхностью жидкости находятся конденсирующиеся пары или газы, уравнительный сосуд 3 (рис. 2 б) устанавливают на уровне отбора 1 и соединяют с ним. При конденсации паров или газов в сосуде уровень в нем остается постоянным, так как излишки конденсата сливаются в ем­кость через соединительную линию и отбор 1. При верхнем расположении сосуда нулевому перепаду давления соответствует максимальное значение измеряемого уровня и шкала дифманометра будет обратной. Для измерения уровня агрессивной жидкости в обе трубки под одинаковым давле­нием (большим ри) и с одинаковым расходом продувается сжатый воздух.

Рис. 3 Принципиальная схема буйкового преобразователя уровня: 1 - камера, 2 - патрубок, 3,5 - рычаги, 4 - мембрана, 6 - грузы, 7 - опора, 8 - корректор нуля

Рисунок 3. Принципиальная схема буйкового преобразователя уровня

Рисунок 3. Принципиальная схема буйкового преобразователя уровня.

Буйковые измерительные преобразователи уровня применяют для точного измерения уровня жидкости в сосудах, находящихся под давлением до 40 МПа. Они бывают камерные и бескамерные. В камерных преобразователях уровня камера 1 (рис. 3) патрубками 2 подсоединяется к сосуду, где измеряют уровень. В камере на рычаг 3 подвешен буек. Через стальную гибкую мембрану 4 рычаг выведен из камеры.

По закону Архимеда при погружении в жидкость на буек будет действовать выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной погруженной частью буйка. Максимальное усилие, дей­ствующее со стороны буйка на рычаг 3, будет при отсутствии жидкости в камере (нулевой уровень), минимальное - при полном погружении буйка. Создаваемый момент силы измеряют и по нему судят о значении уровня жидкости. Диапазон измере­ния преобразователя определяется длиной поплавка и высотой установки камеры на емкости. Поскольку преобразователи с различными диапазо­нами измерения имеют различную массу, для компенсации начального усилия предусмотрен рычаг 5 с противовесом 6, который может переме­щаться по этому рычагу 3.

В бескамерных преобразователях уровня поплавок помещен непосред­ственно в сосуд, в котором измеряют уровень. Если плотность измеряемой жидкости в заранее известный момент и на известный срок изменяется, шкалы приборов переделывают и показания корректируют.

Измерять уровень жидкости, изменение плотности которой носит слу­чайный характер, рассмотренными приборами нельзя.

http://youtu.be/e0Y4KSJVhHI

Для измерения уровня жидкости с переменной плотностью, а также уровня сыпучих материалов применяют емкостные преобразователи уров­ня. Действие емкостных преобразователей уровней основано на изменении емкости электродной системы при изменении измеряемого уровня. В сосуд, в котором измеряют уровень, вертикально погружают изолированный электрод (например, трос на изоляторах). Измерительный прибор изме­ряет емкость конденсатора, обкладками которого являются изолирован­ный электрод и корпус сосуда (земля). При изменении уровня изменяется емкость конденсатора, так как изменяется диэлектрическая проницаемость среды между обкладками. Если электрод расположить не вертикально, а горизонтально, то изменение емкости будет происходить резко, скачком, так как жидкость или сыпучая среда достигнет электрода одновременно по всей поверхности. Резкое изменение емкости может быть зафиксировано сигнальным устройством.

КОММЕНТАРИИ
  • Добавить комментарий

×
Top