9.3. Кондуктометрические уровнемеры

Кондуктометрические уровнемеры применяются для измерения уровня электропроводящих жидкостей в резервуарах, цистернах. Принцип измерения основан на изменении силы тока от изменения контролируемого уровня жидкости в резервуаре. В пустом резервуаре сопротивление между двумя электродами бесконечно велико. Если опустить электроды в электропроводящую жидкость в резервуаре, уровень которой измеряется, то изменение проводимости отражает ее уровень.

Примечание

Ток, проходящий через жидкость, должен быть мал для исключения электролиза (или взрыва).

9.4. Емкостные уровнемеры

Рис. 101. Схема емкостного уровнемера:

1 — трубчатый (наружный) электрод; 2 — внутренний электрод; 3 — преобразователь емкости в токовый сигнал

Их действие основано на измерении электрической емкости преобразователя, изменяющейся пропорционально изменению контролируемого уровня жидкости в резервуаре. Преобразователь, преобразующий изменение уровня жидкости в пропорциональное изменение емкости, представляет собой цилиндрический конденсатор, электроды которого расположены коаксиально (рис. 101). Для каждого значения уровня жидкости в резервуаре емкость первичного преобразователя определяется как емкость двух параллельно соединенных конденсаторов, один из которых образован частью электродов преобразователя и жидкостью, уровень которой измеряется, а второй — остальной частью электродов емкостного преобразователя и воздухом (или парами жидкости). Измерение емкости осуществляют уравновешенными мостами переменного тока.

Замечание

Если жидкость находится в металлической емкости, то ее можно использовать в качестве одного из электродов емкостного преобразователя.

Емкостный метод применяют для измерения уровня песка, цемента, извести, угольной пыли в бункерах и хранилищах, а также мазута, топлива, воды, кислот, щелочей и вязких материалов.

9.5. Фотоэлектрические уровнемеры

Фотоэлектрические уровнемеры применяются только для измерения дискретных уровней жидкости. Первый вариант измерения уровня жидкости фотоэлектрическими преобразователями (рис. 102, а):

Рис. 102. Схемы фотоэлектрического уровнемера с разделенным (а) и совмещенным (б) расположением фотоэлектрического источника света 1 и светодетектора 2

фотоэлектрические источник света / и детектор 2 разделены, поэтому луч света (а также излучение ультрафиолетовое, инфракрасное) между ними прерывается, если уровень жидкости превышает высоту установки этих преобразователей. Практически луч света полностью не прерывается, а лишь ослабляется.

Второй вариант измерения уровня жидкости фотоэлектрическими преобразователями: фотоэлектрические источник света, детектор и призма размещаются в одном корпусе (рис. 102, б). Свет от фотоэлектрического источника отражается от внутренней поверхности призмы и попадает на светодетектор в том случае, когда фотоэлектрический преобразователь находится в газовой среде. Если жидкость покрыла корпус фотоэлектрического преобразователя, индекс отражения между призмой и окружающей средой изменится, и луч света не будет отражаться от призмы к светодетектору.

Примечание

Свет представляет собой электромагнитное излучение. Видимый свет — это излучение в диапазоне длин волн, воспринимаемых человеческим глазом (от 380 до 780 нм). Излучение в диапазоне длин волн 10...380 нм называют ультрафиолетовым излучением (или просто ультрафиолетовым светом); излучение в диапазоне длин волн 780...3000 нм — инфракрасным излучением (или просто инфракрасным светом).