6.5.2. Адеструктивные уровнемеры

В основу адеструктивных уровнемеров положен метод ввода (вывода) электромагнитной энергии высоких частот (до 30 МГц) в объект контроля через немагнитные металлические разделительные стенки. Такой метод позволяет от-казаться от использования проходных изоляторов и, таким образом, сохранить цельнометаллическую конструкцию сосуда с контролируемой средой. В настоя-щее время разработаны сигнализаторы уровня, которые можно применять при температуре до 350° С и давлении до 18 МПа, погрешность сигнализации при этом ± 10 мм.

Первичный измерительный преобразователь адеструктивного сигнализа-тора уровня «Экран» выполнен по резонансной схеме с емкостным чувствии-тельным элементом. Ввод и вывод электромагнитной энергии осуществляется по разным каналам через разделительные стенки, роль которых выполняет внешний провод коаксиальных линий-кабелей, вводимых в сосуд с конт-ролируемой средой. Одна из линий подключена к генератору высокочастотных колебаний, и ее наружный провод образует с емкостным чувствительным элемен-том резонансный контур. Другая линия, индуктивно связанная с первой, пред-назначена для вывода элект­ромагнитной энергии из объекта контроля.

При появлении в зоне чувствительного элемента контролируемой среды изменяется резонансная частота колебательного контура, что ведет к резкому из­менению сигнала на выходе первичного измерительного преобразователя (он падает практически до нуля). В электронном блоке этот сигнал преоб-разуется и управляет контактной группой электромагнитного сигнального реле.

6.5.3. Радиолокационные уровнемеры

Применение радиолокации при измерении уровня жидкостей или сы-пучих материалов основано на явлении отражения электромагнитных волн от границы раздела двух сред с различными скоростями их распро-странения в этих средах. Известно, что скорость распространения элек-тромагнитных волн (фазовая скорость) в среде (в м/с) зависит от её диэлектрической и магнитной проницаемости.

Как правило, применяется локация через газ, так как при этом чувст­вительный элемент не подвергается воздействию измеряемой жидкой или сыпу-чей среды. Кроме того, диэлектрические проницаемости практически всех газов близки к единице, вследствие этого показания уровнемеров практически не зави- сят от свойств среды, заполняющей емкость.

Из-за большой скорости распространения электромагнитных волн в среде при реализации радиолокационного метода необходимо измерение весьма малых интервалов времени, определяемых временем прохождения волны от излучателя до границы раздела двух сред и обратно. Поэтому радиолокационные уровнеме-ры применяются там, где диапазон измерения уровня велик — десятки, а иногда и сотни метров.

6.6. Акустические уровнемеры

Принцип действия акустических (ультразвуковых) уровнеме-ров основан на свойстве колебаний отражаться от границы раздела сред с различным акустическим сопротивлением. В уровнемерах, как правило, используется метод импульсной локации границы раздела газ – жидкость (сыпучий материал) со стороны газа. Мерой уровня в этом случае является время распространения ультразвуковых колебаний от источника излучения до плоскости (границы) раздела и обратно.

К достоинствам ультразвуковых уровнемеров следует отнести нечувствительность их к изменению свойств измеряемой среды, большой температурный диапазон, высокую надежность и точность измерения.

При работе уровнемера генератор электрических импульсов выраба-тывает электрические импульсы с определенной частотой повторения, кото-рые преобразуются с помощью акустического измерительного преобразова-теля в ультразвуковые колебания, излучаемые в направлении измеряемого уровня. Этот преобразователь выполняется из специальной пьезокерамики.

Ультразвуковые импульсы, преобразованные из электрических, распространяются вдоль акустического тракта, достигают уровня раздела сред и, отражаясь от него, возвращаются обратно к преобразователю, с помощью которого претерпевают обратное преобразование из акустических колебаний в электрические. Таким образом, уровень материала в емкости определяют по времени запаздывания отраженного сигнала относительно поданного.

Наряду с ультразвуковыми уровнемерами, отечественным приборостроением выпускаются ультразвуковые сигнализаторы уровня, предназначенные для контроля предельных уровнем различных сред, а также уровня раздела двух жидких сред (например, вода — масло).