Лекция №8 измерение уровня. Уровнемеры для жидких и сыпучих веществ классификация приборов. Гидростатические уровнемеры. Поплавковые уровнемеры. Электрические уровнемеры. Радиоактивные уровнемеры.

Приборы для измерения уровня жидкости подразделяют на указательные стекла, гидростатические, поплавковые, электрические и радиоактивные уровнемеры.

Указательные стекла. Их выполняют в виде стеклянной трубки либо одной или нескольких камер с плоскими стеклами, со­единенных с аппаратом. Указательные стекла применяют для местного измерения уровня в аппаратах, работающих при ат­мосферном или избыточном давлениях.

Гидростатические уровнемеры. Их действие основано на из­менении гидростатического давления столба жидкости при из­менении измеряемого уровня. Различают два вида гидростати­ческих уровнемеров: пьезометрические и дифманометрические.

Пьезометрические уровнемеры (рисунок 18, а) основаны на измерении давления воздуха или газа, барботирующего че­рез слой жидкости, уровень которой измеряют. Их часто при­меняют для определения уровня жидкостей, обладающих повы­шенной вязкостью. В дифманометрических уровнемерах (рисунок 18, б) уровень жидкости определяется по перепаду дав­лений столбов жидкости в аппарате и в уравнительном сосуде.

Поплавковые уровнемеры. В этих приборах чувствительным элементом является плавающий поплавок, плотность которого меньше плотности жидкости, или погружной поплавок, плот­ность которого больше, чем плотность жидкости. В пер­вом из них поплавок следит за уровнем жидкости; второй работает по принципу изменения выталкивающей силы, действующей на поплавок. В уровнемерах с погружным поплавком последний удерживается в подвешенном состоянии при помощи дополнительного груза.

Рисунок 18 - Гидростатические уровнемеры:

а - пьезометрический; б - дифманометрический

Рисунок 19 - Уровнемер буйковый УБ-П

Уровнемер буйковый пневматический УБ-П (рисунок 19), вхо­дящий в систему ГСП, предназначен для контроля и регулирования уровня при работе в комплекте с вторичными приборами, регуляторами и другими устройствами автоматики. Уровнемер обеспечивает непрерывное преобразование значения уровня однородных не выпадающих в осадок и некристаллизующихся жидкостей в аналоговый унифицированный пневматический сигнал.

Уровнемер состоит из измерительного устройства и унифицированного пневмосилового преобразователя. Чувствительным элементом измерительного устройства является стальной ци­линдрический поплавок (буек) 1, помещенный внутри аппарата, в котором измеряется уровень.

Прибор питается сжатым воздухом давлением 0,14 МПа. Расход воздуха питания 3 л/мин. Выходной сигнал 0,02 - 0,1 МПа. Предельное расстояние передачи выходного сигнала 300 м. Плотность контролируемой среды 0,45 - 2,5 г/см³. Верх- ние пределы измерений уровня 0,02 - 16 м. Классы точности К = 1,0; 1,5.

Уровнемер буйковый электрический УБ-Э предназначен для тех же целей, что и уровнемер УП-Б. Прибор состоит из аналогичного измерительного устройства и электросилового преобразователя с усилителем. Электросиловой преобразователь выполнен в виде передаточного механизма и силового устройства об- ратной связи с индикатором рассогласования. При изменении уровня перемещается погруженный в жидкость буек. При этом усилие, возникающее в измерительном устройстве, передается на электросиловой преобразователь, в котором создается момент, вызывающий незначительное перемещение через рычажную систему передаточного механизма плунжера индикатора рассогласования. Сигнал с последнего при помощи усилителя преобразуется в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока.

Питание прибора от сети переменного тока напряжением 220 В. Выходной сигнал 0 - 5; 0,20 мА. Плотность контролируемой среды 0,6 - 2,5 г/см³. Верхние пределы измерений уровня 0,02—16 м. Классы точности К = 1,0;1,5.

Электрические уровнемеры. Для измерения уровня жидких и диэлектриков применяют емкостные уровнемеры. Чувствительным элементом последних служит конденсатор, между вертикально установленными обкладками, которого находится жидкость. При изменении уровня жидкости изменяется емкость кон­денсатора, включенного в одно из плеч моста переменного тока, и на вход вторичного прибора подается сигнал, пропорциональ­ный измеряемому уровню. Емкостные уровнемеры можно также использовать для измерения уровня сыпучих сред.

Радиоактивные уровнемеры. Измерение уровня жидкости этими приборами основано на изменении интенсивности радио­активного излучения при прохождении его через слой жидко­сти. Источник и приемник излучения расположены снаружи, с противоположных сторон аппарата, уровень жидкости в кото­ром измеряется. Если уровень жидкости изменяется относитель­но линии, соединяющей источник и приемник излучения, то по­следний фиксирует различную интенсивность излучения. Изме­нение интенсивности излучения преобразуется в электронном блоке в электрический сигнал, который измеряется вторичным прибором. Радиоактивные уровнемеры применяют для измере­ния уровня в закрытых резервуарах, заполненных агрессивной или легковоспламеняющейся жидкостью, а также жидкостью под высоким давлением или при высокой температуре (расплав­ленные металлы).