Автоматизирован ные системы управления химико- технологическими процессами
Измерение уровня
1
Измерение уровня
Уровнемер — это прибор, предназначенный для определения уровня содержимого в открытых и закрытых резервуарах и хранилищах. Под содержимым подразумеваются разнообразные виды жидкостей, в том числе газообразующие, сыпучие и другие материалы.
Уровнемеры иногда называют датчиками/сигнализаторами уровня, преобразователями уровня. Тем не менее, главное отличие уровнемера от сигнализатора уровня — возможность измерять градации уровня, а не только его граничные значения.
По режиму работы различают преобразователи для непрерывного измерения уровня и для контроля в отдельных точках (реле уровня, переключатели уровня, сигнализаторы уровня).
2
Методы измерения уровня
•Контактный метод измерений применяется в любых средах и реализуется обычно в емкостных, гидростатических, буйковых и поплавковых уровнемерах. Эти приборы легко установить в резервуаре любой формы и размера либо в непосредственной близости от него, они отличаются низкой стоимостью, механической прочностью, простотой монтажа и надежностью измерений.
•Бесконтактные методы позволяют измерять уровень без непосредственного контакта с измеряемой средой и заключаются в зондировании звуком (ультразвуковые), зондировании электромагнитным излучением (радарные, рефлексные) и зондировании радиационным излучением. Такие датчики стоит использовать в агрессивных, вязких, кристаллизирующихся, пенящихся средах, где есть риск засорения или коррозии элементов прибора.
3
Выбор уровнемера
При выборе уровнемера необходимо учитывать такие физические и химические свойства контролируемой среды, как температура, абразивные свойства, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и т.д.
Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в резервуаре или около него: давление, вакуум, нагревание, охлаждение, способ заполнения или опорожнения (пневматический или механический), наличие мешалки, огнеопасность, взрывоопасность, пенообразование и прочие другие.
Также стоит учитывать надежность, качество и стоимость приборов.
4
Классификация уровнемеров
Уровнемеры разделяют по продукту (веществу), уровень которого измеряется:
•датчики уровня для жидкостей (вода, растворы, суспезии, нефтепродукты, масла и т.п.)
•датчики уровня для сыпучих веществ (порошки, гранулы и т.п.)
5
Классификация уровнемеров
По принципу действия уровнемеры для жидкостей и сыпучих веществ разделяются на:
•механические (поплавковые, буйковые) – для измерения уровня используется поплавок, находящийся на поверхности жидкости или массивное тело (буёк), частично погружаемое в жидкость;
•гидростатические – основанные на измерении гидростатического давления столба жидкости;
•электрические – величины электрических параметров зависят от уровня жидкости;
•акустические (ультразвуковые) – основаны на принципе отражения от поверхности звуковых волн;
•микроволновые (радарные, волноводные) – основанные на принципе отражения поверхности сигнала высокой частоты (СВЧ);
•радиоизотопные, основанные на использовании интенсивности потока ядерных излучений, зависящих от уровня жидкости
6
Механические уровнемеры
Механические уровнемеры бывают:
•поплавковые, с чувствительным элементом (поплавком), плавающим на поверхности жидкости;
•буйковые, действие которых основано на измерении выталкивающей силы, действующей на буёк.
7
Механические уровнемеры
8
Механические уровнемеры
Преимущества использования поплавковых уровнемеров:
•Простота.
•Прочность.
•Невысокая стоимость.
•Показания уровня почти не зависят от изменений плотности жидкости.
•Высокая точность 0.01% и повторяемость 0.005%.
•Не требуется периодическая калибровка.
•Только один подвижный элемент – поплавок.
•Отсутствует дрейф нуля и диапазона.
Недостатки:
•непригодны для клейких жидкостей;
•проблемы с плещущимися жидкостями;
•плавучесть зависит от размеров поплавка;
•точка срабатывания зависит от изменений (колебаний) плотности вещества.
9
Принцип действия
Среди поплавковых уровнемеров различают:
•сигнализаторы из полипропилена,
•магнитные сигнализаторы уровня,
•магнитострикционные уровнемеры
•герконовые уровнемеры.
10