Виды и принципы действия уровнемеров
Уровнемер – это прибор, предназначенный для определения (измерения, контроля) уровня содержимого в открытых и закрытых сосудах, резервуарах, хранилищах, технологических аппаратах и других ёмкостях. Под содержимым подразумеваются разнообразные виды жидкостей (в том числе и газообразующие), а также сыпучие и другие материалы. Уровнемеры (преобразователи, датчики У.) отличаются от сигнализатора (датчика-реле) уровня возможностью измерять градации уровня во всем диапазоне перепада, а не только его граничные значения (заданные точки — уставки).
Поэтому, Уровнемеры – это преобразователи уровня в непрерывный выходной сигнал во всем диапазоне измерения (обычно в электрический унифицированный выходной сигнал: токовый 0-5мА, 4-20мА (или инверсный 5-0/20-4мА) и/или в цифрой код (интерфейсы RS485, RS232, USB, M-Bus или протоколы: HART-протокол, ModBus и другие), на взрывоопасных производствах могут применяться пневматические датчики с выходным сигналом 20-100кПа),
а Сигнализаторы (датчики-реле) уровня — это устройства для дискретного контроля одного или нескольких фиксированных положений заданных значений (точек — уставок) уровня, изменяющие состояние выходного реле при его достижении (релейный выход — замыкание/размыкание электро-магнитных контактов).
Благодаря своей технологичности и разнообразию исполнений, для решения разных задач приборы измерения, контроля и регулирования уровня нашли самое широкое применение в промышленности, в энергетике (в автоматических системах управления и регулирования технологических процессов — АСУ ТП); химической, нефте-газовой и других отраслях, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ).
Физические принципы действия уровнемеров
По принципу действия уровнемеры для жидкостей разделяются на механические, гидростатические, электрические, акустические, радарные (радиолокационные), радиоактивные и другие.
Простейший визуальный Уровнемер – водомерное стекло (водоуказательное стекло Клингера), в котором использован принцип сообщающихся сосудов, служит для непосредственного наблюдения за уровнем жидкости в закрытом сосуде(резервуаре).
Механические Уровнемеры бывают поплавковые, с чувствительным элементом (поплавком), плавающим на поверхности жидкости, и буйковые, действие которых основано на измерении результирующей разнонаправленных сил, действующей на буёк (разницы выталкивающей гидростатической (Архимедовой) силы* и гравитационной силы тяжести). Перемещение поплавка или буйка через механические связи или систему дистанционной (электрической или пневматической) передачи сообщается измерительной системе прибора.
Измерение уровня гидростатическим Уровнемером (как механическим, пневматическим и электрическим (погружного, так и врезного принципа)) основано на уравновешивании давления столба жидкости в резервуаре давлением столба жидкости, заполняющей измерительный прибор, или реакцией упруго-пружинного механизма прибора, измерение ведется относительно атмосферного-Ратм (открытый резервуар) или «давления наддува»-Рн поверх зеркала жидкости в резервуаре под давлением, по формуле:
ΔP = Р — Рн, где Р = ρgh + Рн *,
где ρ — плотность жидкости (кг/м3),
g — ускорение свободного падения (g=9,81м/с2),
h — высота столба жидкости (м).
(см. также механические Дифманометры-уровнемеры и электрические преобразователи гидростатического давления (зонды погружного типа) и датчики избыточного и дифференциального (перепада) давления).
Электрические Уровнемеры бывают ёмкостные и кондуктометрические.
В ёмкостных уровнемерах чувствительным элементом служит конденсатор, ёмкость которого изменяется пропорционально изменению уровня жидкости.
Действие кондуктометрического датчика-реле (сигнализатора) У. основано на измерении сопротивления между электродами, при погружении в электропроводную измеряемую среду (одним из электродов может быть токопроводящая стенка резервуара или аппарата).
В акустических, или ультразвуковых уровнемерах используется явление отражения ультразвуковых колебаний от плоскости раздела сред жидкость – газ.
В радиоактивных уровнемерах используют просвечивание объекта измерения гамма-лучами радиоактивных элементов, интенсивность которых зависит от объёма измеряемого вещества.
Конструктивно все уровнемеры для жидкостей выполняются для открытых резервуаров (работающих под атмосферным давлением) и для аппаратов, находящихся под давлением (работающих под избыточным давлением наддува).
Виды приборов для контроля уровня жидкости:
Виды датчиков уровня жидкости (слева на право) — байпасный*, кабельно-поплавковый (вертикальный), магнитострикционный, ультразвуковой, гидростатический (погружной), емкостной, герконовый (магнито-поплавковый), радарный, поплавковый, радиочастотный, вибрационный, ёмкостной, боковой поплавковый (горизонтальный), лопастное реле протока жидкости, температурный датчик протока жидкости, мини-поплавковый датчик-реле У.
Виды приборов для контроля уровня сыпучих продуктов:
Простейшие уровнемеры для сыпучих веществ (продуктов) выполняются с чувствительными элементами в виде пластин, соприкасающихся с поверхностью вещества (в.т.ч. мембранные УРМ.). Изменение уровня дистанционно передаётся на вторичный измерительный прибор. Для измерения уровня сыпучих веществ применяют также электрические ёмкостные и радиоактивные УРМ.
Виды датчиков уровня сыпучих продуктов (слева направо) — вибратор, мембранный, горизонтально-лопастной, вибрационный концевик, емкостной, вертикально-лопастной, электро-механический, ультразвуковой, вибрационный концевик, радарный, радиочастотный (на основе радиочастотной проводимости), ёмкостной, вибрационный датчик сыпучих продуктов.
* — Понятия, примечания и разъяснения, относящиеся к измерению уровня:
1. Закон Архимеда
Закон Архимеда — один из законов статики жидкостей (гидростатики) и газов (аэростатики):
на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъёмная сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ.
Закон открыт Архимедом в III веке до н. э. Выталкивающая сила также называется Архимедовой или гидростатической подъёмной силой:
Fa = ρgV ,
где:
ρ — плотность жидкости или газа, кг/м3;
g — ускорение свободного падения, м/с2 (g=9,81м/с2);
V — объём части тела, погружённой в жидкость или газ, м3;
Fa — сила Архимеда, Н.
2. Давление столба жидкости
Гидростатическое давление столба жидкости, действующее на чувствительный элемент (сенсор — мембрану, сильфон, трубку Бурдона и пр.) прибора (дифманометра — уровнемера), измеряется относительно атмосферного — Ратм (для открытых резервуаров) или «давления наддува» — Рн поверх зеркала жидкости в резервуаре (для резервуаров находящихся под давлением) по формуле:
ΔP = Р — Рн , где Р = ρgh + Рн ,
где ρ — плотность жидкости (кг/м3),
g — ускорение свободного падения (g=9,81м/с2),
h — высота столба жидкости (м).
3. Байпасный уровнемер
Байпас (англ. bypass — обход) — резервный путь, запасной маршрут для непременного обеспечения функционирования системы при наступлении нештатного (аварийного) состояния.
На базе байпасной камеры, установленной сбоку на резервуаре в виде сообщающегося сосуда, основан принцип действия водомерных стекол (водоуказательное стекло Клингера),
байпасных показывающих уровнемеров (с магнитным роликовым индикатором),
буйковых преобразователей уровня с токовым выходом 4-20мА,
и других.
Copyright © ТЕПЛОПРИБОР.рф 2015-2018 все права защищены,
текст зашифрован, копирование отслеживается и преследуется;
ГК Теплоприбор — производство и продажа КИПиА: Приборы и системы контроля уровня / Уровнемеры поплавковые, ультразвуковые (акустические); радарные (радиоволновые, радиолокационные, микроволновые), буйковые и гидростатические(погружные и врезные).
См. тех. описание/характеристики, прайс-лист (оптовая цена), рекомендации по выбору, аналоги и замены, форму заказа (как правильно выбрать, заказать и купить) уровнемер по цене производителя; проверить наличие на складе в Москве.
Также см. способы доставки и отгрузка ТК (Деловые Линии и другими) по всей территории РФ. Прочую информацию по заказу — см. официальный сайт ГК Теплоприбор.
Мы будем рады, если вышеизложенная информация оказалась полезна Вам, а также заранее благодарим за обращение в любое из представительств группы компаний «Теплоприбор» (три Теплоприбора, Теплоконтроль, Промприбор и другие предприятия) и обещаем приложить все усилия для оправдания Вашего доверия.
Предприятиями, входящими в группу компаний ГК «Теплоприбор», и нашими партнерами производятся и поставляются следующие виды измерительных приборов, систем и оборудования для контроля и регулирования уровня (далее У.) жидкостей и сыпучих продуктов:
1. Уровнемеры — ультразвуковые (акустические), радарные и поплавковые датчики-преобразователи уровня.
2. Преобразователи (датчики) уровня с унифицированным выходным сигналом 4-20мА и/или цифровым выходом (RS485, HART-протокол и пр.): уровнемеры электрические, пневматические, гидростатические, буйковые (поплавковые), радиолокационные (радиоволновые) и прочие ).
3. Датчики-реле и сигнализаторы уровня с релейным выходом для дискретного контроля одного или нескольких фиксированных положений значений (контрольных точек) У.: поплавковые, кондуктометрические, ёмкостные, ультразвуковые и вибрационные и других принципов действия.
Вернуться в начало страницы
