Уровнемеры гидростатические

Гидростатический уровнемер, это прибор, предназначенный для измерения уровня методом измерения гидростатического давления столба жидкости в средах с постоянной плотностью. Принципиально, существуют три варианта присоединения к процессу определяющие три типа гидростатических уровнемера: фланцевый, погружной и врезной. Конструктивно, погружной уровнемер состоит из сенсора, корпуса, мембраны, уплотнения и специального полого кабеля для передачи атмосферного давления на сенсор. Врезной датчик уровня - из сенсора, корпуса, мембраны и уплотнения, присоединение к процессу такого датчика предполагает врезку в емкость. Фланцевые датчики уровня обычно представляют собой датчики абсолютного, избыточного или дифференциального давления с выносными мембранами. Основная задача при измерении уровнемером агрессивных жидкостей, обеспечить изготовление контактирующих со средой частей датчика уровня из материалов некорродирующих или слабо корродирующих в измеряемой среде при заданной температуре. Например, для измерения уровня серной кислоты H2SO4 концентрацией до 10 % и ниже при температуре 50 С, корпус датчика изготавливается из PVDF, используется керамический сенсор, уплотнение из этилен-пропиленового каучука (EPDM) и кабель с покрытием TPE. Комплектация уровнемера для каждой среды подбирается по специальным таблицам коррозионной стойкости материалов к различным средам. Для подбора необходимо знать максимальные рабочие температуры и концентрацию. На сегодняшний день, передовые производители гидростатических уровнемеров могут предложить решения на большинство агрессивных сред для наиболее распространенных диапазонов температур: концентрированных кислот, щелочей, солевых растворов. Мембраны датчиков уровня для агрессивных сред изготавливаются из высоко легированной нержавеющей стали, керамики высокой степени очистки, титана, хастелоя, тантала, монеля и т.д. Корпуса уровнемеров – из поливинилхлорида, фторида поливинилидена для высоко агрессивных сред, и высоколегированной стали для менее агрессивных сред.

Уровнемеры ультразвуковые

Ультразвуковые уровнемеры обеспечивают бесконтактное измерение уровня. Точность показателей не зависит от свойств измеряемого продукта (например, от диэлектрической постоянной, проводимости, плотности или влажности). Ульразвуковые уровнемеры нечувствительны к налипанию продукта за счет эффекта самоочистки, вызванного вибрацией диафрагмы сенсора. Ассортимент ультразвуковых уровнемеров представлен сериями изделий Prosonic M, Prosonic S и Prosonic T. Уровнемер Prosonic использует ультразвуковые импульсы, испускаемые сенсором и отражаемые поверхностью продукта из-за разности значений плотности воздуха и сыпучего продукта. Время, которое требуется для прохождения сигнала от прибора до поверхности продукта фиксируется прибором и затем вычитается из калибровочного значения пустого резервуара, силоса и т.п. Значение, полученное таким способом, и будет являться значением уровня продукта в силосе

Электрические уровнемеры

К списку статей

Принцип действия электрических уровнемеров основан на различии электрических свойств жидкостей и газов. При этом жидкости, уровень которых измеряется, могут быть как проводниками, так и диэлектрика­ми; газы же, находящиеся в нажидкостном пространстве, всегда диэлек­трики. Основным параметром, определяющим электрические свойства проводников, является их электропроводность, а диэлектриков - отно­сительная диэлектрическая проницаемость, показывающая, во сколько раз по сравнению с вакуумом уменьшается в данном веществе сила взаи­модействия между электрическими зарядами.

В зависимости от того, какой выходной параметр (сопротивление, емкость или индуктивность) первичного преобразователя „реагирует" на изменение уровня, электрические уровнемеры подразделяются на кондуктометрические, емкостные и индуктивные.

Кондуктометрические уровнемеры (уровнемеры сопротивления) применяются для измерения уровня проводящих жидкостей (в том чис­ле, и жидких металлов). Первичный преобразователь (рис. 1) кондук-тометрического уровнемера представляет собой два электрода, глубина погружения которых в жидкость и определяет текущее значение ее уров­ня. Выходным параметром преобразователя является его сопротивление или проводимость. При измерении уровня „сверхпроводящих" жидкос­тей (например, жидких металлов) возможно применение кондуктомет-рических уровнемеров с одним электродом, роль второго электрода при этом выполняет заземленный сосуд.

Основные факторы, ограничивающие точность кондуктометрических уровнемеров — непостоянство площадей поперечных сечений электродов (и вследствие этого непостоянство удельных сопротивлений по длине электродов), а также образование на электродах пленки (окисла, соли) с высоким удельным сопротивлением, что приводит к резкому неконт­ролируемому снижению чувствительности датчика.

Кроме того, на точность кондуктометрических уровнемеров сущест­венное влияние оказывает изменение электропроводности рабочей жид­кости, поляризация среды вблизи электродов.

Вследствие этого погрешности кондуктометрических методов изме­рения уровня (даже при использовании различных компенсационных схем) достаточно высоки (5—10 %), поэтому они находят преимущест­венное применение в качестве сигнализаторов уровня проводящих жид­костей.

Первичный преобразователь (рис. 2) емкостного уровнемера представляет собой коаксиальный цилиндрический конденсатор, внут­ренней обкладкой которого служит металлический зонд 1, покрытый изоляцией 2.

Зонд расположен по оси металлической трубы 3, являющей­ся наружной обкладкой датчика-конденсатора. Зазор между внешней по­верхностью изоляции зонда и наружной обкладкой называется рабочим зазором, сообщающимся через отверстия в нижней центровочной втулке и в наружной трубе с сосудом, в котором измеряется уровень. Жидкость, попадая через эти отверстия в рабочий зазор датчика, изменяет его кажу­щуюся емкость. Измерительная схема (вторичный преобразователь) ре­гистрирует разность кажущихся емкостей датчика при текущем и нуле­вом значениях уровня.

Вследствие простоты, удобства монтажа и обслуживания, надеж­ности и потенциально высокой точности (известны емкостные уровнеме­ры, основная погрешность которых не превосходит 0,1-0,2 %) емкост­ные уровнемеры находят широкое применение в промышленности.

К недостаткам емкостных уровнемеров относятся: высокая чувст­вительность к изменению электрических свойств жидкостей, обуслов­ленных изменением их состава, температуры и т. п., образование на эле­ментах датчика электропроводящей или непроводящей пленки вследст­вие химической активности жидкости, конденсации ее паров, налипания самой жидкости на контактирующие в ней элементы и т. п.

Оба указанных недостатка обусловливают появление существенных дополнительных погрешностей. С первым из них борются , применяя различные компенсационные схемы; второй устраняют, используя адге­зионные покрытия элементов датчика, вводя специальные присадки в жидкость, применяя „снос" образующейся пленки и т. д.

Первичный преобразователь индуктивных уровнемеров представля­ет собой катушку индуктивности. Проводящая жидкость при этом игра­ет либо роль шунта, изменяющего число витков катушки, либо роль эк­рана, влияющего на коэффициент самоиндукции катушки. В первом случае используются катушки с обнаженными витками. При перемещении уровня жидкости, обладающей высокой электропроводностью, часть витков шунтируется и соответствующим образом меняет индуктивность катушки первичного преобразователя — датчика.

Экранирующий эффект проводящей жидкости заключается в воз­никновении в ней вихревых токов (токов Фуко), электромагнитное по­ле которых оказывает размагничивающее действие на поле измеритель­ной катушки. При этом датчик выполняется в виде катушки, помещен­ной в защитный чехол (рис. 3). Чехол исключает контакт катушки с контролируемой жидкостью, обеспечивает возможность проведения монтажно-демонтажных работ без нарушения герметичности сосуда (что особенно важно, на­пример, при измерении уровня жидких тепло­носителей в ядерных реакторах). Однако при этом (особенно при больших толщинах чехла и малой электропроводности жидкости) резко уменьшается уровень полезного сигнала.

Наиболее существенное влияние на показа­ния (и на погрешность) индуктивных уровнеме­ров оказывают изменения электропроводности жидкости и чехла вследствие старения материа­ла, образования пленок и т. п.

Основная же погрешность индуктивных уровнемеров, обусловленная погрешностями его градуировки и измерительной схемы, мо­жет быть „уложена"