Контрольні запитання до розділу 8

1. Приведіть класифікацію манометрів .

2. Схема та принцип дії рідинних манометрів.

3. Будова та принцип дії деформаційних манометрів.

4. Принцип дії електричних манометрів .

5.Структурна схема електроконтактно манометру ЕКМ.

Розділ 9 вимірювання рівня, витрати та кількості речовин

9.1. Вимірювання рівня

Контроль рівня рідини та сипких матеріалів у апаратах, резервуарах, бункерах широко використовується під час автоматизації технологічних процесів харчових виробництв. Особливе значення має вимірювання рівня в тих випадках, коли необхідно забезпечити безпеку роботи устаткування - харчоварильних котлів, автоклавів, кип'ятильників та ін. Крім того контроль рівня проводиться для обліку матеріалів, попереджень переповнення ємності та бункерів, сигналізації відхилення рівня від заданого значення, а також для вимірювання порцій матеріалів, які застосовуються. Залежно від характеру роботи рівнеміри поділяються на вимірювачі та сигналізатори. За принципом дії рівнеміри діляться на поплавкові, гідростатичні, електричні, вагові та ін.

У поплавковому рівнемірі переміщення поплавка на поверхні рідини передається на показуючий пристрій і вони можуть використовуватись для регулювання рівня рідини в резервуарі. Поплавок (рис. 9.1) з'єднаний через важельний пристрій з клапаном, який регулює постачання рідини клапаном, з трубопроводу до резервуару. З підвищенням рівня рідини поплавок піднімається і діє на клапан, який зменшує постачання рідини. Такі регулятори рівня застосовуються, наприклад, у кип'ятильниках безперервної дії для регулювання постачання води з водопроводу в поживну коробку.

з трубопроводу до резервуару. З підвищенням рівня рідини поплавок піднімається і діє на клапан, який зменшує постачання рідини. Такі регулятори рівня застосовуються, наприклад, у кип'ятильниках безперервної дії для регулювання постачання води з водопроводу в поживну коробку. Недоліком поплавкових рівнемірів і регуляторів рівня є недостатня надійність та точність.

У гідростатичних приладах, які займають важливе місце при вимірюванні рівня та густини агресивних розчинів та речовин, що швидко кристалізуються, і застосовується, в більшості, для вимірювання густини та рівня речовин під тиском, які знаходяться в ємностях. Принцип вимірювання густини або рівня рідини у цих приладах базується на тому, що тиск Р в рідині на відстані Н від її поверхні визначається залежністю:

а) б) в)

Рис. 9.1. Поплавковий Рис. 9.2. Гідростатичні а) і б), та п'єзометричний

рівнемір рівнеміри

Р = ּg ּН [Па], (9.1)

де  - густина рідини, кг/м³; Н – висота стовпа рідини (рівень), м;

g – прискорення вільного падіння, м/с².

В залежності від того, який із двох параметрів підтримують постійним в приладі, розрізняють: густиноміри, в яких Н = const, та рівнеміри, в яких, відповідно,  = const. За способом вимірювання тиску гідростатичні прилади діляться на прилади з безпосереднім вимірюванням тиску стовпа рідини (рис. 9.2,а) та з безперервним продуванням повітря крізь стовп рідини (п’єзометричні рис. 9.2,б). У п’єзометричному рівнемірі стиснене повітря крізь дросель 1 та ротаметр 2 подається у відкриту з одного кінця п'єзометричну трубку З, занурену до резервуару 5.Тиск повітря в п’єзометричній трубці зумовлюється протитиском стовпчика рідини і дорівнює йому. Тому тиск повітря, що вимірюється манометром 4, характеризує рівень води в резервуарі. Величина витрати повітря, яке безперервно продувається через п’єзоелектричну трубку, встановлюється дроселем 1 і контролюється ротаметром 2.

У електричних рівнемірах зміна рівня перетворюється в пропорційний

електричний сигнал. Найбільше розповсюджені ємнісні та електролітичні (кондуктометричні) рівнеміри.

У ємнісних рівнемірах використовуються діелектричні властивості рідин. Перетворювач ємнісного рівнеміра (рис. 9.3) являє собою електричний конденсатор, який перетворює зміну рівня рідини на пропорційне змінювання ємності.

Дія електролітичних (електроконтактних або кондуктометричних) сигналізаторів рівня заснована на електропровідності рідин. Прилад складається з електромагнітного реле, яке вмикається послідовно з електродом, встановленим на визначеному рівні в резервуарі (рис. 9.4). Якщо рівень рідини досягає електроду Е, коло між електродом та корпусом резервуара замикається.

Рис. 9.3. Ємнісний рівнемір Рис. 9.4. Електролітичний сигналізатор рівня

Електроконтактні сигналізатори рівня широко застосовують для сигналізації та підтримування в заданих межах рівня води в теплових апаратах підприємств харчування (харчоварильних котлах, автоклавах, кип'ятильниках). Електростатичний сигналізатор простий, має високу точність контролю заданих положень рівня, проте наявність безпосереднього електричного контакту з середовищем, що контролюється, призводить до корозії та забруднення електродів, що знижує надійність роботи приладу.