Часть 3. Измерение уровня жидкости

Для измерения уровня жидкости используются следующие приборы:

1. Мерные шесты и рулетки

2. Поплавковые уровнемеры

3. Электрические уровнемеры

4. Бесконтактные уровнемеры

§1. Поплавковые уровнемеры

Используются в системе очистки сточных вод в открытых резервуарах.

1 – поплавок

2 – резервуар

3 – трос

4 – отсчетное устройство

5 – шкала

§2. Электрические уровнемеры

Применение: а) чистые воды, которые близки по свойствам к хорошему диэлектрику;

б) для загрязненных жидкостей (электропроводящие) – вода.

Хороший диэлектрикR(10¹²– 10¹⁴Ом): стекло, полиэтилен, керамика, бидистиллированная вода (₀= 10⁸Сименс/см; 1 сименс = 1/Ом)

1. Емкостные уровнемеры.

1 – центральный (+) электрод

2 – второй (экранный) электрод

3 – вставка из диэлектрика

4 – рабочая полость датчика

h– текущее значение уровня

Электрическая модель датчика

;

₀ = 8,8510^-12Ф/м

С_= С_п+С_г+ С_ж– статическая характеристика датчика

Функциональная схема преобразования сигнала

Д– датчик

ИС – измерительная схема

НП – нормирующий преобразователь

hCIилиUI_yA_исh

2. Кондуктометрические уровнемеры

Принцип действия – измерение сопротивления между двумя электродами, погруженными в жидкость.

1 – металлические электроды

2 – емкость

hRIилиU

§3. Бесконтактные уровнемеры

Принцип локации – регистрация времени прихода у/з отраженного сигнала от дна емкости или водоема. Чаще используются для открытых водоемов.

Принципиальная схема

1 – у/з излучатель и приемник

2 – измерительная схема

3 – у/з генератор

4 – схема регистрации времени

I– зондирующий луч

II– отраженный сигнал

; С_ж– скорость у/з в жидкости.

Часть 4. Измерение расхода природных и сточных вод

Специфика: как правило, расход измеряется в открытых каналах или трубах.

§1. Ультразвуковые расходомеры

30 % объема продаж

Времяимпульсный УЗ расходомер

УП_1,2– УЗ преобразователи, установленные на трубопроводе; они питаются от генератора 1.

2 – измерительная схема

3 – регистрирующее устройство

УЗ преобразователи вводят акустический сигнал под некоторым углом к оси трубопровода.

УП работают поочередно: сначала УП₁излучает, а УП₂принимает акустический сигнал, потом они меняются местами.

В каждом из этих циклов определяется время прохождения акустического сигала через жидкость. Акустический сигнал распространяется в жидкости с определенной скоростью.

₁– время измерения по потоку;₂– время измерения против потока (₁< ₂)

;V_L– проекция линейной скорости потока на направлениеL,

с – скорость распространения УЗ в неподвижной жидкости (для воды 1470 м/с).

Q₀ V(10^-12c)Q₀^*;Q₀=VS_{трубопровода}– объемный расход

Точность прибора: 0,5%,1%

Для измерения в этих расходомерах используются УП:

1) Врезные – врезаются в трубу и контактируют с жидкостью

2) Накладные – устанавливаются сверху трубопровода и УЗ сигнал проходит через стенку трубы; - а) нет контакта с измеряемой средой; б) простота установки (монтажа)

Используются для измерения расхода газов в различных трубах (D_труб = от 12,3 мм до 5 м);

t^о =- 40^оС500^оС

Поверка – метрологическая операция, которая позволяет установить соответствие метрологических характеристик средств измерения и его паспортных данных.