Гидростатические уровнемеры

Их принцип действия основан на измерении гидростатического давления столба жидкости, заполняющего аппарат. Есть много конструкций таких уровнемеров.

Гидростатические уровнемеры с преобразователем давления (рис. 30)

Гидростатическое давление на рис. А. можно измерить с помощью манометра с пружинным чувствительным элементом. Это измерение может быть выполнено, если плотность жидкости в аппарате постоянна, если аппарат работает при атмосферном давлении и если манометр расположен на уровне, на котором определяется значение параметра, то есть если его расположить ниже или выше Н0, то его показания будут нести информацию ещё о давлении столба жидкости подводящей линии. Промышленные уровнемеры с преобразователем давления реализуются по схемам б) и в). Рисунок б – встраиваемый гидростатический уровнемер, а в – погруженный. В первом случаем ПД встраивается в технологический аппарат, а во втором он подвешивается на соответствующих проводниках и соединяется с ВП. В качестве датчиков используются пьезорезистивные и емкостные преобразователи давления. Такие датчики используются для измерения уровня в аппаратах, работающих без избыточного давления. Диапазон измерений 0-0,4м, 0-25м. Погрешность +-0,1%.

Измерения уровня с помощью дифференциальных манометров (рис. 31)

Схема а) – измерение уровня в открытых резервуарах. Тут плюсовая камера преобразователя разности давлений ПРД (дифманометра) подключается к технологическому аппарату, а минусовая к уравнительному сосуду УС, который заполняется жидкой средой, как в аппарате до начального значения уровня Н0. Аппарат и сосуд соединяются с дифманометром с помощью импульсных трубок ИТ. Схема б) – измерение уровня в аппарате, работающем под избыточным давлением. Тут минусовая камера ПРД соединяется с аппаратом, а плюсовая с уравнительным сосудом, который соединен с помощью трубки Т с паровым пространством технологического аппарата. Уровень жидкости в этом сосуде поддерживается максимально возможным Нмакс, так как пары продукта, находящегося в аппарате, попадают в уравнительный сосуд, конденсируются в нем, а за счет наклона трубки в сторону аппарата, стекает в этот аппарат. Уровень жидкости в УС всегда постоянен. Такая схема позволяет исключить из результатов измерений переменное избыточное давление в аппарате, так как оно поступает сразу и в плюсовую, и в минусовую камеру дифманометра. Погрешность определяется классом точности. Для схемы а) шкала измерительной системы является обращенной, то есть максимальный выходной сигнал формируется при минимальном значении уровня.

Прибор для измерения уровня продувкой (рис. 32)

Принцип измерения уровня продувкой состоит в непрерывной подаче в пьезометрическую трубку, погруженную в жидкость, газа и измерении давления этого газа. Трубка размещается в аппарате 1, её материал подбирается так, чтобы исключалась реакция между жидкой средой. Заполняющей аппарат, и материалом трубки. Из стабилизатора давления 4 непрерывно подается газ (например, воздух, азот – если среда взрывоопасная). Для ограничения расхода газа в цепь включается дроссель 3, сопротивление которого подбирается так, чтобы расход газа составлял 60-100мл/мин. При больших расходах газа, как показывает практика, имеет место падение давления в трубке 2, связанное с трением газа о стенки трубки и возникает дополнительная погрешность. При меньших расходах и при значительном уровне может возникать запаздывание в формировании показаний, которое связано с накапливанием газа в трубке и последующим его истечением через открытый нижний торец трубки. При названных условиях давление в трубке определяется гидростатическим давлением столба жидкости. При постоянной плотности это давление определяется уровнем. Это давление измеряется с помощью преобразователя давления 5 с унифицированным сигналом. Погрешность измерений уровня определяется классом точности датчика давления. В отличие от других гидростатических принципов измерения уровня этот обеспечивает возможность измерения уровня агрессивных, вязких… сред.