2.6.5. Электрические уровнемеры и сигнализаторы уровня

В электрических уровнемерах уровень жидкости преобразуется в электрический сигнал из электрических уровнемеров наибольшее распространение получили емкостные и омические, датчики которых отличаются простой конструкцией, высокой надежностью, взрывозащищенностью.

Емкостный уровнемер

Рис. 2.21

а - устройство датчика;б - электрическая схема уровнемера; 1- электрод; 2 - труба

Емкостные уровнемеры. Работа таких уровнемеров основана на различии диэлектрической проницаемости жидкостей и воздуха. Простейший первичный преобразователь емкостного прибора представляет собой электрод, расположенный в вертикальной металлической трубке. Стержень вместе с трубой образует конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости, так как при его изменении от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость будет изменяться от диэлектрической проницаемости воздуха до диэлектрической проницаемости жидкости. Емкостные уровнемеры могут измерять уровень не только жидкостей, но и твердых сыпучих материалов: цемента, извести и т.п. Электрическая схема емкостного уровнемера приведена на рис. 2.21.

Изменение электрической емкости первичного преобразователя Сх производится неуравновешенным мостом плечами которого являются индуктивности L₁ и L₂

Емкость С₁ и емкость первичного преобразователя Сх. При изменении уровня изменяется емкость Сх, что приводит к изменению выходного напряжения моста И.

Омические приборы

Омические приборы используют главным образом для сигнализации и поддержания в заданных пределах уровня электропроводных негорючих жидкостей (кислот, щелочей). Принцип действия омических сигнализаторов основан на замыкании электрической цепи источника питания через контролируемую среду, представляющую собой участок электрической цепи, обладающей определенным омическим сопротивлением. Прибор представляет собой электромагнитное реле, которое включается в цепь, образующаяся между электродом и контролируемым материалом. Схема включения релейного сигнализатора уровня могут быть различны в зависимости от типа объекта и количества контролируемых уровней (рис 2.22).

Схема включения омического релейного сигнализатора уровня

Рис 2.22

а-для контроля одного уровня; б-для контроля двух уровней; в-для контроля двух уровней в емкости из изоляционного материала; г-для контроля трех уровней

2.6.6. Ультразвуковые и акустические уровнемеры

Действие уровнемеров этого типа основано на измерении времени прохождения импульса ультразвука от излучателя до поверхности жидкости и обратно (рис. 2.23). При приеме отраженного импульс излучатель становится датчиком. Если излучатель расположен над жидкостью, уровнемер называется акустическим; если внутри жидкости – ультразвуковым. В первом случае измеряемое время будет тем больше, чем ниже уровень жидкости Н, во втором – наоборот. Электронный блок служит для формирования излучаемых ультразвуковых импульсов, усиления отраженных импульсов, измерения времени прохождения импульсом двойного пути (в воздухе или жидкости) и преобразования этого времени в унифицированный электрический сигнал. Достоинства уровнемера – измерение уровня без нарушения герметичности объекта контроля и отсутствие контакта чувствительного элемента с жидкостью.