3.3. 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

И спользуются 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.

Х ороший диэлектрик R   (10¹² – 10¹⁴ Ом): стекло, полиэтилен, керамика, бидистиллированная вода (₀ = 10⁸ Сименс/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

Э лектрическая модель датчика

;

₀ = 8,8510^-12 Ф/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I или U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I или U

§3. Бесконтактные уровнемеры

П ринцип 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.

3.4. Измерение расхода природных и сточных вод

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

§1. Ультразвуковые расходомеры

3 0 % 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.

У П работают поочередно: сначала УП₁ излучает, а УП₂ принимает 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 направление L,

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.