Б уйковые уровнемеры

Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженное в жидкость тело действует со стороны жидкости выталкивающая сила. По закону Архимеда эта сила равна массе жидкости, вытесненной телом. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения тела, т. е. от уровня жидкости в емкости.

Таким образом, в буйковых уровнемерах измеряемый уровень преобразуется в пропорциональную ему выталкивающую силу. Чувствительным элементом в этих уровнемерах является цилиндрический буек, изготовленный из материала с плотностью, большей плотности жидкости. Зачастую буек выполнен в виде трубы из нержавеющей стали, запаянной с обеих концов, к одному из которых приделан крючок. Буек находится в вертикальном положении и частично погружен в жидкость.

Длина буйка подбирается приближенной к максимальному измеряемому уровню в аппарате.

При изменении уровня жидкости в аппарате, согласно закону Архимеда, выталкивающая сила, действующая на буек, равна:

F = жgV = жgSh,

ж— плотность измеряемой жидкости;

g — ускорение свободного падения;

V — объем вытесненной буйком жидкости;

S — площадь поперечного сечения буйка;

h — длина буйка, погруженного в жидкость.

Выталкивающее усилие измеряется различными способами — например, во вторичном измерительном преобразователе с помощью тензоэлемента преобразуется в сопротивление, а затем в унифицированный сигнал, например в ток.

Минимальный диапазон измерений буйковых уровнемеров составляет (0 …0,02) м, максимальный — (0 ... 16) м.

Буйковые уровнемеры применяются при температуре рабочей среды от - 40 до + 400 °С и давлении до 16 МПа.

Гидростатические уровнемеры

Измерение уровня гидростатическими уровнемерами сводится к измерению гидростатического давления Р, создаваемого столбом жидкости h постоянной плотности ρ, согласно равенству

P= ρgh

Измерение гидростатического давления может осуществляться несколькими способами.

С амый простой из них — измерение уровня манометром (М), подключаемым на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня.

Применяемый для этих целей манометр, может быть, любого типа с соответствующими пределами измерений.

Измерение гидростатического давления таким методом целесообразно в резервуарах, работающих при атмосферном давлении. В противном случае показания М будут складываться из гидростатического и избыточного давлений.

Для измерения уровня жидкости в технологических аппаратах, находящихся под давлением, широкое применение получили дифференциальные манометры, подключаемые к резервуару на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью. С помощью дифманометров возможно также измерение уровня жидкости в открытых резервуарах и уровня раздела жидкостей.

Гидростатические уровнемеры применяются для однородных жидкостей в емкостях без существенного движения рабочей среды.

Они позволяют производить измерения в диапазоне до 250 кПа, что соответствует уровню 25 м (для воды), с точностью до 0,1 % при избыточном давлении до 10 МПа и температуре рабочей среды в диапазоне - 40 ...+120 °С.

Достоинством гидростатических уровнемеров является высокая точность при относительной дешевизне и простоте конструкции.

Недостатком является большая погрешность от изменения температуры контролируемой среды.