Глава 6 измерение уровней

Технологические процессы целлюлозно-бумажного производ­ства характеризуются многими технологическими параметрами, среди которых важное место занимает уровень разнообразных веществ.

Определения уровней необходимы для качественного ведения процессов в варочном, промывном, отбельном, массоподготови-тельном отделах и многих других производствах ЦБП. Измере­ние уровней в производственных аппаратах и емкостях требуется для интенсификации процессов в отрасли на базе комплексного автоматизированного управления ими. Широкое применение на­ходят средства измерения уровней для оперативно-диспетчер­ского и технико-экономического управления производством. Осо­бое значение приобретает контроль уровней в потенциально опасных производствах, а также при решении проблем охраны труда и окружающей среды. Кроме того, определение уровней часто используют для косвенного измерения других технологи­ческих величин, например расходов, плотностей и т. д.

Измерение уровней в ЦБП заслуживает особого внимания из-за сложных условий работы средств измерений: сравнительно высокие температура и давление, агрессивность, абразивность и механическая загрязненность веществ, переменный, физиче­ский и химический их состав, наличие механических воздействий и т. д. Несмотря на перечисленные трудности, к измерителям уровней в ЦБП предъявляются высокие требования, удовлетво­рить которые можно путем рационального выбора и применения существующих приборов.

6.1. Общие сведения

Определение уровня осуществляется как непосредственно, так и косвенно, путем измерения физических величин (давления, массы и т. д.), связанных с изменением уровня известными зави­симостями. И те и другие виды измерения проводят с помощью средств измерений, различающихся по принципу действия, струк­туре, конструктивному исполнению и назначению.

При анализе и выборе датчиков и приборов для измерения уровня целесообразно их классифицировать по ряду признаков.

По назначению уровнемеры можно разделить на три большие группы: 1) сигнализаторы уровня, контролирующие предельные значения уровней; 2) измерители раздела двух сред (жидкость — жидкость, жидкость — воздух и т. д.); 3) непрерыв­ные измерители уровня, среди которых различают уровнемеры широкого диапазона, от 0 до Н_тах, и уровнемеры узкого диапа­зона, отД#₍ до +ДЯ₂ (чаще Д#1=ДЯ₂), при нормальном значе­нии уровня Я_н, т. е. Я_Н±ДЯ.

По характеру восприятия измеряемой величины уровне-"меры бывают дискретные, измеряющие число участков, на кото­рые разбит весь измеряемый уровень H=nh, где h — высота участка; п — число участков, и аналоговые, непрерывно преоб­разующие значение измеряющегося уровня в выходную вели­чину.

По принципу действия уровнемеры делятся на механические и электрические.

I Механические уровнемеры включают в себя:

визуальные (водомерные стекла), действующие по принципу сообщающихся сосудов и представляющие собой указательные круглые или плоские стеклянные трубки (последние со специ­альным рифленым стеклом для уменьшения загрязнения и улуч­шения точности отсчета высоты столба жидкости), снабженные арматурой и элементами автоматики;

поплавковые и буйковые, основанные на перемещении пла­вающих поплавков (или буйков) непосредственно с уровнем наблюдаемых веществ или в определенной зависимости от него;

пьезометрические, которые основаны на наблюдении уровня по изменению давления непосредственно самой жидкости или Давления воздуха, продуваемого через нее.

К электрическим уровнемерам относятся: резистивные, основанные на различии электропроводности из­меряемых сред, применяемые чаще для контроля раздела двух сред;

I емкостные, использующие различие диэлектрических свойств ,оздуха и измеряемых веществ;

: радиоизотопные, которые основаны на зависимости интенсив­ности поглощения у-, р- или а-излучения от изменения уровня перемещающегося вещества;

фотоэлектрические, в которых используется зависимость по­глощения светового потока в видимом спектре света от измене­ния прозрачности наблюдаемых веществ;

акустические, ультразвуковые и эндовибраторные, основан­ные на зависимости характеристик распространения акустиче­ских, ультразвуковых и электромагнитных волн от изменения уровня.

Все шире внедряются в автоматизацию производственных процессов электрические уровнемеры. В отличие от механиче­ских они обладают большей точностью, меньшей инерцион­ностью, универсальностью и могут быть использованы в дистан­ционных системах среднего и дальнего действия. Среди этих приборов существует ряд достаточно хорошо апробированных на практике. Некоторые из уровнемеров только начинают ис­пользоваться, однако перспективность их внедрения очевидна.

Наиболее употребляемыми в ЦБП уровнемерами являются пьезометрические, реже используются буйковые уровнемеры ГСП и в последнее время находят все большее применение ра­диоизотопные и емкостные сигнализаторы и измерители уровня.