Приборы измерения уровня

Применение приборов измерения уровня

В современной промышленности существует большое разнообразие технических средств, которые решают задачу контроля и измерения уровня. Данными средствами реализуются разнообразные методы, которые основаны на различных физических принципах. Выбор того или иного технического средства определяется необходимой точностью, условиями внутри контролируемой емкости и спецификой измерительной задачи. Например, на объектах повышенной пожарной опасности приборы для измерения уровня должны обладать такими характеристиками, которые обеспечивают нормальную эксплуатацию оборудования в местах, где существует опасность взрыва. Некоторые приборы имеют встроенные средства самодиагностики, защиты от изменения настроек и проверки программного обеспечения.

Классификация и принцип работы приборов измерения уровня

Уровнемеры делятся на следующие классы:

1. Механические уровнемеры. К данному классу уровнемеров относятся поплавковые, буйковые и гидростатические уровнемеры. Поплавковые уровнемеры оборудованы чувствительным элементом, который плавает на поверхности жидкости. Действие буковых и поплавковых уровнемеров основано измерении выталкивающей силы, которая действует на буек или чувствительный элемент. Измерение гидростатичестическими уровнемерами основано на уравновешивании давления столба жидкости в емкости давлением столба жидкости, которая заполняет прибор. Поплавковый уровнемер предназначен для выдачи дискретного электрического сигнала об уровне жидкости, а также уровне раздела двух несмешивающихся жидкостей. Буйковые уровнемеры используются в системах автоматического управления, контроля и регулирования параметров технологического процесса для выдачи информации в виде стандартного пневматического сигнала. Работа гидростатического уровнемера основана на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, которое пропорционально глубине - расстоянию от поверхности жидкости. Таким образом для измерения уровня гидростатическим способом могут использоваться приборы измерения давления и его перепадов. В большинстве случаев в качестве таких прибором применяются дифференциальные манометры.
2. Электрические уровнемеры. Действие данного типа уровнемеров основано на различии электрических свойств газов и жидкостей. В данном случае жидкости могут быть проводниками и диэлектриками, а газы диэлектрики всегда. Главный параметр, который определяет электрические свойства проводника - проводимость, а диэлектрика - относительная диэлектрическая проницаемость, которая показывает, во сколько раз по сравнению с вакуумом уменьшается сила взаимодействия в веществе. Электрические уровнемеры делятся на емкостные, вибрационные и кондуктометрические. Работа емкостного уровнемера основана на различии диэлектрической проницаемости воздуха и жидкости. Самым простым примером емкостного уровнемера является электрод, который располагается в металлической трубке, вместе они образуют конденсатор, емкость которого зависит от уровня жидкости. Принцип его работы следующий. При заполнении или опорожнении емкости электрическая емкость изменяется пропорционально уровню погружения в среду. Данное изменение преобразуется в сигнал постоянного тока, использующийся для двух показаний - уставки сигнализации и передачи на прочие устройства. Действие кондуктометрических уровнемеров основано на измерении сопротивления между электродами, которые помещаются в измеряемую среду. Такие уровнемеры используются для измерения уровня проводящих жидкостей. Вибрационные сигнализаторы предназначены для измерения граничных значений жидкостей. Их конструкция (модульная) позволяет использовать их в резервуарах, трубопроводах и емкостях. Из-за универсальности и простоты измерительной системы, такие уровнемеры почти не критичны к физическими и химическим свойствам среды.
3. Ультразвуковые или акустические уровнемеры. В данных уровнемерах используется такое явление как отражение ультразвуковых колебаний от плоскости раздела сред жидкость - газ. Действие ультразвуковых уровнемеров основано на измерении времени прохождения импульса ультразвука от излучателя до поверхности жидкости и обратно. Когда излучатель принимает отраженный импульс, он становится датчиком. Когда излучатель располагается над жидкостью он акустический, а если внутри жидкости ультразвуковой. Ультразвуковые уровнемеры используются для контроля одного уровня, двух уровней или контроля двух уровней в одном технологическом процессе. Акустические предназначены для автоматического бесконтактного дистанционного измерения уровня жидкости.