25 Билет

1.Буйковые уровнемеры (схема, принцип работы).

Буйковыми уровнемерами называются уровнемеры, основанные на законе Архимеда: зависимости выталкивающей силы, действующей на буек, от уровня жидкости. Чувствительным элементом таких уровнемеров является массивное тело (например, цилиндр) — буек, подвешенное вертикально внутри сосуда и частично погруженное в контролируемую жидкость (рис. 2).

Рис. 2. Расчетная схема буйкового уровнемера

Буек закреплен на упругой подвеске с жесткостью с, действующей на буек с определенным усилием (на рис. 2 таким элементом является пружина). Увеличивая уровень на Н от нулевого положения 00, увеличиваем выталкивающую силу, что вызывает подъем буйка на х, причем при его подъеме увеличивается осадка, т.е. х < h. При этом изменяется усилие, с которым подвеска действует на буек, причем изменение равно изменению выталкивающей силы, вызванной увеличением осадки буйка на (h - х):

хс = (h — х)ρ жgF - (h- х)ρ гgF,

где с — жесткость подвески; ρ ж, ρ г — плотность жидкости и газа; F— площадь поперечного сечения буйка.

Отсюда легко получить выражение для статической характеристики буйкового уровнемера:

x = h/(1 + с(ρ ж - ρ г)gF).

Таким образом, статическая характеристика буйкового уровнемера линейна, причем чувствительность его может быть изменена за счет увеличения F или уменьшения жесткости подвески с.

2.Высокочастотные резонансные уровнемеры (схемы, конструкции, принцип работы).

Уровнемер предназначен для высокоточного дистанционного измерения уровня жидкостей, в том числе взрывоопасных, в резервуарах различного назначения и размеров.

Прпринцип действия уровнемера основан на измерении длины воздушной полости трубчатого резонатора, частично погруженного в контролируемую жидкость. Мерой длины является интервал между частотами ряда резонансных колебаний, возбуждаемых в воздушной полости резонатора. Схематическое изображение уровнемера представлено на рисунке. Трубчатый резонатор (1) устанавливается на резервуаре с жидкостью, уровень которой подлежит измерению. Нижний конец трубчатого резонатора погружается в эту жидкость. Блок акустического преобразователя (2) через линию связи (3) и блок искрозащиты (4) соединяется с сигнальным процессором (5), осуществляющим обработку сигналов и индикацию результатов. В качестве сигнального процессора используется либо специальный микропроцессорный блок, либо персональный компьютер.

3.Радиоизотопные плотномеры (схема, конструкция, принцип работы).

В последнее время получают широкое распростране­ние плотномеры, основанные на применении радиоактив­ных изотопов. Радиоизотопными плотномерами возмож­но измерение плотности загрязненных жидкостей и пульп, находящихся в трубопроводе под любыми дав­лениями и при любых температурах, что невозможно с помощью других методов.

Принцип действия этих плот­номеров основан па том, что интенсивность излучения, прошедшего через объект контроля, является функцией плотности среды. При измерении плотности жидкостей и твердых веществ применяются i3- и у-излучения, а при измерении плотности газообразных сред а-излучения. В радиоизотопных плотномерах применяются цезий-137, стронций-90, кобальт-60 и др. Приемниками излучения являются газоразрядные сцинтилляционные счетчики, ионизационные камеры и др. В промышленности широ­ко распространены радиоизотопные плотномеры для не­прерывного бесконтактного измерения плотности жид­кости, протекающей по трубопроводу. Для измерения плотности источник излучения и приемник излучения располагаются на одной оси по обе стороны от трубо­провода. Интенсивность у-излучения, прошедшего через объект контроля (трубопровод с жидкостью) и зареги­стрированного приемником, является функцией плотно­сти жидкости и коэффициента поглощения излучения в ней.

На трубопроводе 3 радиоизотопного плотномера ти­па ПЖР установлен основной источник , находящийся в защитном свинцовом ко­жухе 2. С противоположной стороны трубопровода по­мещен приемник излучения 4. В приемнике и в блоке Я сигнал, посланный источником излучения 1, преобразуется в постоянное напряжение пропорциональное интенсивности излучения.