13.2.1 Электромагнитные принципы
Электромагнитные принципы основаны на сочетании электрических и магнитных свойств. Наиболее распространенными из них являются вихретоковые и резонансные способы.
Вихретоковый способ применяется для измерения толщины тонких листовых изделий и покрытий, основан на зависимости глубины проникновения электромагнитных колебаний в материал от его магнитной проницаемости μ, удельной электропроводимости γ и частоты колебаний f.
Резонансный способ основан на зависимости частоты собственных колебаний объемного электромагнитного резонатора от размера его полости и от диэлектрической и магнитной проницаемости заполняющего диэлектрика. В основном используется для измерения уровня диэлектрических веществ в металлических резервуарах.
13.2.2 Радиоактивный принцип
Принцип основан на различии в способности веществ поглощать, ослаблять или отражать радиоактивное излучение, широко используется для измерения толщины изделий, зазоров, уровней. Он позволяет осуществлять бесконтактные измерения. Приборы, основанные на этом методе, содержат источник и приемник радиоактивного излучения, последний из которых преобразует интенсивность прошедшего или отраженного излучения в электрический сигнал.
13.2.3 Тепловой (термокондуктометрический) принцип
Принцип основан на отличие тепловых свойств веществ, образующих границы измеряемого размера. Применяется для измерения уровня жидких веществ и для обнаружения и определения дислокации различных объектов по их тепловому излучению.
Рис. 13.2. Тепловой уровнемер
На рис. 13.2 уровнемер (принцип действия которого основан на различии коэффициентов теплоотдачи от твердого тела к жидкости, газу или пару) содержит проволочный терморезистор 1 из материала с большим температурным коэффициентом электрического сопротивления (платина, медь…), длина которого соответствует максимальной высоте измеряемого уровня. Терморезистор выполняется в виде тонкой проволоки, натянутой по оси труб- ки 2 с отверстиями 3, обеспечивающими хорошее омывание терморезистора. Для уменьшения погрешностей измерения температуры и теплопроводности жидкости применяется терморезистор, находящийся у дна резервуара и постоянно погруженный в жидкость. Постоянная времени определяется теплоемкостью терморезистора, скоростью отрыва жидкости от проволоки и интенсивностью ее испарения.
Погрешности таких уровнемерах 0,5 - 1,5 %. Для уменьшения абсолютной погрешности применяются измерительные цепи с обратной связью.
13.2.4 Электрокондуктометрический принцип
Принцип основан на использовании различия между удельной электропроводностью сред, находящихся на разных сторонах границ, определяющих измеряемый размер. Принцип используется для измерения уровней электропроводящих жидких веществ, углов поворота, для определения толщины электропроводящих объектов при одностороннем доступе к ним (стенка корпуса корабля). Конструктивно он аналогичен тепловому (рис. 13.2). Принцип имеет невысокую точность.
Этим же принципом измеряется угол поворота или угол отклонения от вертикального направления с применением дифференциальных электролитических резистивных преобразователей [5].