Акустические (ультразвуковые).

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

2. Электрические.

В них измеряемые значения уровня жидкости преобразуются в соответствующие электрические сигналы.

2.1 Емкостной уровнемер

Принцип действия емкостных уровнемеров основан на различии диэлектрической проницаемости контролируемой среды (водных растворов солей, кислот, щелочей) и диэлектрической проницаемости воздуха либо водяных паров.

Измерительная схема емкостного уровнемера приведена на рис. 3.

Рис. 3. Ёмкостной уровнемер: 1, 2 - электроды; 3 - электронный блок

В сосуд с контролируемой жидкостью опущен преобразователь, который представляет собой электрический конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня электропроводящей жидкости.

Преобразователи бывают пластинчатыми, цилиндрическими или в виде стержня.

Цилиндрические преобразователи выполняются из нескольких труб, расположенных концентрическим образом, пространство между которыми на высоту h заполняет контролируемая жидкость. Емкость преобразователя равна сумме емкостей двух его участков - погруженного в жидкость с одной диэлектрической проницаемостью (εж) и находящегося в воздухе с другой диэлектрической проницаемостью (εср, для воздуха εср = 1).

При измерении уровня агрессивных, но неэлектропроводных жидкостей обкладки преобразователя выполняют из химически стойких сплавов или покрывают тонкой антикоррозионной пленкой, диэлектрические свойства которой учитывают при расчете. Покрытие обкладок тонкими пленками применяют также при измерении уровня электропроводных жидкостей.

2.2 Кондуктометрические (омические) уровнемеры используют главным образом для сигнализации и поддержания в заданных пределах уровня электропроводных жидкостей. Принцип их действия основан на замыкании электрической цепи источника питания через контролируемую среду, представляющую собой участок электрической цепи с определенным омическим сопротивлением. Прибор представляет собой электромагнитное реле, включаемое в цепь между электродом и контролируемым материалом. Схемы включения релейного сигнализатора уровня могут быть различны в зависимости от типа объекта и числа контролируемых уровней. На рис. 4, а показана схема включения прибора в токопроводящий объект. В этом случае для контроля одного уровня h можно использовать один электрод, одно реле и один провод. При контроле двух уровней h1 и h2 (рис. 4, б) их требуется уже по два.

Рис. 4. Омические сигнализаторы уровня: а – одного уровня; б – двух уровней;

1 – электрод; 2 – электромагнитное реле; 3 – источник питания

В качестве электродов применяют металлические стержни или трубы и угольные электроды (агрессивные жидкости). Основной недостаток всех электродных приборов – невозможность их применения в средах вязких, кристаллизующихся, образующих твердые осадки и налипающих на электроды преобразователей.

2.3. Вибрационные.

       Вибрационные сигнализаторы уровня применяются для измерения граничных значений жидкостей. Модульная конструкция приборов позволяет использовать их в емкостях, резервуарах и трубопроводах. Благодаря универсальной и простой измерительной системе, сигнализатор уровня практически не критичен к химическим и физическим свойствам жидкости. Он работает даже при неблагоприятных условиях, таких как турбулентность, пузырьки воздуха. Вибрационные сигнализаторы уровня способны измерять уровень почти всех жидкостей. Вибрирующий элемент приводится в действие пьезоэлектрическим методом и вибрирует с механической резонансной частотой приблизительно 1200 Гц. Пьезоэлементы закреплены механически и не подвергаются воздействию теплового удара. При погружении вибрирующего элемента в измеряемую среду частота изменяется. Это изменение частоты улавливается встроенным генератором и преобразуется в команду на переключение.

Рис. 5. Вибрационный датчик уровня.

       На рисунке 5: 1) определение максимального уровня в емкости; 2) определение минимального уровня в емкости; 3) защита насоса от “сухого” хода; 4) удлиненное исполнение датчика для определения уровня при вертикальном монтаже.

Вибрационные уровнемеры, как правило, компактны и могут работать без внешней обработки сигнала, имеют встроенный блок электроники, который обрабатывает сигнал уровня и преобразует его (в зависимости от типа встроенного генератора) в соответствующий выходной сигнал. При помощи этого выходного сигнала можно работать с подключенными дополнительными устройствами напрямую (например, системой предупреждающей сигнализации, ПЛК, насосами и т.д.). Вибрационные уровнемеры - это лучшее решение для липких сред.

 1.4. Лазерный.

 Принцип действия основан на измерении времени распространения электромагнитной волны инфракрасного диапазона от датчика до препятствия и обратно. Считая, что скорость света постоянна, вычисляется расстояние до препятствия. При использовании лазерного уровнемера необходимо учитывать как его сильные, так и слабые стороны. Сильными сторонам лазера являются: узкий луч, отсутствие расхождения луча и ложных отраженных сигналов.

Отмеченные свойства лазерного луча позволяют проводить измерения там, где невозможно было использовать традиционные ультразвуковые и радарные уровнемеры. Например, невозможно было надежно измерять уровень в длинных и узких танках, вследствии возникновения ложного отражения от стенок, с которыми очень сложно бороться. Уникальные свойства лазера позволяют его использовать для измерения сыпучих веществ, имеющих большой угол откоса (конусность). При использовании обычных радарных или ульразвуковых уровнемеров наличие конусности вызывает возникновение ложных отраженных сигналов, с которыми они плохо справляются. Для лазера таких проблем не существует.

К числу недостатков оптического уровнемера следует отнести его более высокую чувствительность к пыли. Для борьбы с пылью применяются пылегасящие трубы - для создания статической зоны вблизи оптической системы.

 Рис. 5. Лазерный датчик уровня.

В акустических, или ультразвуковых, уровнемерах используется явление отражения ультразвуковых колебаний от плоскости раздела сред жидкость-газ. Действие уровнемеров этого типа основано на измерении времени прохождения импульса ультразвука от излучателя до поверхности жидкости и обратно. При приеме отраженного импульса излучатель становится датчиком. Если излучатель расположен над жидкостью, уровнемер называется акустическим; если внутри жидкости — ультразвуковым уровнемером. В первом случае измеряемое время будет тем больше, чем ниже уровень жидкости, во втором — наоборот. Электронный блок служит для формирования излучаемых ультразвуковых импульсов, усиления отраженных импульсов, измерения времени прохождения импульсом двойного пути (в воздухе или жидкости) и преобразования этого времени в унифицированный электрический сигнал.

Уровнемеры ультразвуковые предназначены для контроля одного уровня, для контроля двух уровней, или для контроля двух уровней в одном технологическом проеме.

Рис. 6. Ультразвуковые уровнемеры.

Уровнемер акустический предназначен для бесконтактного автоматического дистанционного измерения уровня жидких сред, в том числе взрывоопасных, агрессивных, вязких, неоднородных, выпадающих в осадок, а также сыпучих материалов с диаметром гранул и кусков от 5 до 300 мм, при температуре контролируемой среды от -30˚С до +120˚С.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология