1.2.3 Датчики уровня жидкости

Подразделяются на:

- непрерывного действия, которые непрерывно измеряют уровень.

- прерывистого действия (дискретного действия), сигнализируют наличие уровня(сигнализаторы уровня).

По принципу действия: поплавковые, гидростатические, радиоизотопные, электрические, акустические

1.2.3 А) Поплавковые уровнемеры

Используются для измерения уровня в аппаратах. Поплавок перемещается при изменении уровня жидкости.

Выравнивающая сила собственный вес поплавка G=F.

Принимаем, что S=const, тогда

Схема поплавкового уровнемера с электронным дифференциальным трансформаторным преобразователем.

При изменении уровня изменяется положение поплавка и связанного с ним плунжера преобразователя, при этом изменение ЭДС вторичной обмотки измеряют вторичным прибором проградуированном в единицах уровня.

Схема буйкового уровнемера с пневматическим преобразователем.

1 - резервуар, 2 - буек, 3 - трос, 4 - вал, 5 - трубка, 6 - вал,7 - заслонка, 8 - пневмоустройство.

На конце заслонки есть сопло, которое образует пневмоконтакт, т.е. давление зависит от взаимного расположения сопла и заслонки и данная величина давления измеряется манометром М.

При изменении уровня изменяется выталкивающая сила, действующая на поплавок, изменение его положения и перемещение через трос преобразуется посредством вала 4, где наматывается трос 3, поворотом торсионной трубки 5 и связанного с ней вала 6 и заслонки 7. Это приводит к изменению давления воздуха в пневмоустройстве 8. Оно пропорционально измеряемому уровню.

1.2.3 Б) Гидростатические уровнемеры

Принцип действия основан на измерении давления столба жидкости h при постоянстве плотности контролируемой среды p =g h

По принципу действия различают уровнемеры:

- с непрерывной продувкой воздуха через пневмосистему (пьезометрический)

- с непосредственным измерением столба жидкости с применением техмонометра

Пьезометрические

1 - резервуар, 2 - пьезотрубка, 3 - ротаметр, 4 - регулирующий вентиль, М - манометр

Когда уровень h превышает давление р в пьезотрубке воздух не выходит, при увеличении давления воздух начинает барбатировать жидкость Р =g Н. Метод применяется для измерения уровня вязких сред.

Непосредственное измерение уровня с применением техмонометров

В датчиках обязательно применение уравнительного сосуда небольшого уровня заполненного той же жидкостью, что и в резервуаре, где контролируют давление.

1 - уравнительный сосуд, 2 - контролируемый сосуд, 3 - дифманометр

Давление в одном сосуде постоянно т.к. Н₀ постоянно, во втором – давление зависит от уровня в сосуде 2, поэтому показания зависят только от уровня в сосуде 2. Эта схема контролируемого давления в открытых резервуарах, изменение атмосферного давления не вызывает погрешности.

Схема измерения уровня в резервуарах под давлением.

В данной схеме уравнительный сосуд находится на верхнем уровне резервуара. Давление над жидкостью в обоих сосудах одинаково, поэтому разность давлений между уровнями зависит только от Н. Манометр градуируется в единицах уровня. При измерении уровней агрессивных и высокотемпературных сред чувствительные элементы дифманометров должны быть защищены с помощью диафрагм и уравнительных сосудов.