Ємнісні рівнеміри

Вимірювальним перетворювачем в ємнісних рівнемірах є електричний конденсатор, ємність якого залежить від рівня вимірюваного середовища. Вимірювальний перетворювач, призначений для вимірювання рівня води (рис. 12.6), являє собою електрод 1, покритий ізоляцією, яка не змочується водою.

Електричне коло замикається через воду і електрод 2, під’єднаний до моста змінного струму.

Для вимірювання рівня в межах 0...2,5 м вимірювальні електроди виготовляють у виді стрижнів довжиною 1; 1,6 і 2,5 м, покритих фторопластом. При великих межах вимірювань (4...10 м) в якості ємнісних перетворювачів використовують кабелі довжиною 4; 6 і 10 м, покритих поліетиленом.

Рис. 12.6. Принципова схема ємнісного рівнеміра.

Ємність вимірювального перетворювача вимірюють індуктивно-ємнісним мостом М. При нульовому рівні міст зрівноважений і напруга на його виході дорівнює нулеві. У випадку підвищення рівня ємність вимірювального перетворювача збільшується, що викликає порушення рівноваги моста і на його виході з'являється напруга розбалансу моста , пропорційна рівневі. Напруга підсилюється напівпровідниковим підсилювачем П. В результаті рівень води перетвориться у вихідний сигнал , рівний 0... 100 мВ.

Вихідний сигнал подається на вимірювальний прилад ВП і його можна використовувати в системах автоматичного регулювання рівня води. Ємнісні рівнеміри практично безінерційні. Основна похибка складає ±2,5%.

Акустичні рівнеміри

На рис. 12.7 представлена блок-схема акустичного рівнеміра РА-1. Прилад складається з вимірювального ВВ і еталонного ЕВ хвилеводів, вимірювального ВПП і еталонного ЕПП первинних перетворювачів, вторинного перетворювача ВП і цифрового індикатора ЦІ.

Принцип роботи рівнеміра заснований на властивості звукових хвиль відбиватися від границі поділу двох середовищ: поверхні води у вимірювальному хвилеводі і від спеціального відбивача в еталонному. Відношення часу проходження акустичних імпульсів у вимірювальному хвилеводі від випромінювача до мікрофона до часу проходження таких же імпульсів в еталонному хвилеводі

/12.4/

залежить тільки від рівня води. Вплив зміни швидкості звуку при зміні густоти повітря практично виключається.

Локація границі поділу двох середовищ відбувається у такий спосіб. При включенні приладу генератор імпульсів ГІ видає перший електричний імпульс, який випромінювач І перетворює в акустичний зондуючий імпульс. Після відбивання його приймає мікрофон М і підсилює підсилювач П1. Далі він поступає на компаратор К, який формує імпульс, що запускає чекаючий мультивібратор МВ1. Мультивібратор видає один імпульс, котрий запускає чекаючий мультивібратор МВ2. Цей же імпульс після підсилення підсилювачем П2 надходить у лінію зв'язку. Мультивібратор МВ2 запускає генератор ГІ і починається другий цикл зондування. Цим забезпечується автоматична циркуляція акустичних зондуючих імпульсів. Період їх проходження залежить від рівня води. Аналогічно працює й еталонний первинний перетворювач ЕПП.

Рис 12.7. Блок-схема акустичного рівнеміра РА-1.

Вторинний перетворювач ВП виконує ділення періодів проходження імпульсів з вимірювального і еталонного первинних перетворювачів. Результат ділення відповідає вимірюваному рівневі і відображається цифровим індикатором. Основна похибка складає ±10 мм і практично не залежить від меж вимірювання.

Перевага акустичних рівнемірів – відсутність елементів, що знаходяться в безпосередньому контакті з водою. Їх застосовують для безперервного дистанційного вимірювання рівня води у водоймищах, спостережливих свердловинах і на водомірних постах гідромеліоративних систем при температурі навколишнього повітря від –10 до +50 °С. Використовують їх також як вимірювальні пристрої в цифрових системах автоматичного керування рівнем води.