2. ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

2.1 Классификация датчиков уровня.

Датчики уровня предназначены для непрерывного измерения уровня различных сред. Применяются для измерения уровня жидких и сыпучих сред с раз­личными диэлектрическими свойствами (кроме сред вязких, кристалли­зующихся и выпадающих в осадках на электрод датчика), например: жидкости — вода, кислотные и щелочные растворы, минеральные и ра­стительные масла; гранулированные сыпучие—зерно, сахар, соль, из­вестняк, песок, гравий и др.; порошкообразные сыпучие — мел, мука, пресспорошки и др. Уровне­меры предназначены для применения в различных отраслях про­мышленности при управлении и регулировании технологических процессов.

Приборы для измерения уровня можно разделить по конструкции на шкальные приборы и бесшкальные датчики. Кроме того, по принципу измерения различаются приборы:

1) поплавковые, у которых чувствительным элементом является плавающий или полностью погруженный в измеряемую жидкость металлический поплавок (буек);

2) мембранные, у которых чувствительным элементом является мембрана и давление столба измеряемой жидкости уравновешивается упругой деформацией мембраны и пружины;

3) манометры или дифференциальные манометры (поплавковые, мембранные и др.), у которых давление, создаваемое столбом жидкости в измеряемом резервуаре и в уравнительном сосуде, уравновешивается давлением столба затворной жидкости или механизмом прибора;

4) емкостные, у которых используется изменение электрической емкости датчика при изменении уровня измеряемой среды;

5) радиоактивные, основанные на изменении протекающего сквозь объект потока излучения при изменении уровня.

Измерение уровня вещества, находящегося в резервуаре, может быть осуществлено также косвенно, по весу резервуара с веществом.

Кроме того существую несколько групп датчиков уровня:

а) Механические( поплавковый, контактно-механические)

б) Пневматические ( барботажный)

в) Гидростатические (водомерное стекло, буйковый)

г) Тепловые (ультразвуковой, звуковой)

д) Электрические (электроконтактный, емкостной, индуктивный)

Рассмотрев разные типы датчиков уровня , и учитывая первый признак классификации.

Датчики уровня

Механические

Пневматические

Тепловые

Электрические

Рисунок 2.1

2.1.1 Поплавковый уровнемер

Указатели уровня предназначены для контроля уровня жидкостей, неагрессивных по отношению к нержавеющей стали 1Х18Н9Т и Ст. 3, и выпускаются четырех модификаций: УДУ-2М — для местного контроля в наземных резервуарах; УДУ-ЗМ — в подземных резервуарах; УДУ-2 для местного контроля, дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в наземных резервуарах, УДУ-3 — в подземных резервуарах.

Указатели уровня УДУ-2 и УДУ-3 работают в комплекте с пультом контроля и сигнализации . ПКС-2, который устанавливается на столе оператора.

В указателях уровня УДУ металлический поплавок, плавающий на поверхности жидкости, подвешен на перфорированной ленте, охватывающей мерный шкив показывающего прибора. На оси шкива закреплена стрелка, совершающая один оборот на метр изменения уровня; вращение от оси шкива через зубчатую передачу передается на шестерню-шкалу метров, совершающую 1/14 оборота на один метр изменения уровня. Отсчет уровня в сантиметрах производится с помощью стрелки по неподвижной шкале сантиметров, а отсчет в метрах—по вращающейся шестерне-шкале метров.

Рисунок 2.2

Принципиальная электрическая схема контроля и сигнализации УДУ-2

Рисунок 2.3

Для дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в указателях уровня УДУ-2 и УДУ-3 к специальным приливам, расположенным на задней стенке показывающего прибора, крепится дистанционная приставка.

На схеме показаны цепи двух уровнемеров из двадцати, которые могут быть одновременно подключены к пульту. Схема сигнализации работает непрерывно, а схема контроля включается поочередным подключением дистанционных приставок к электронному мосту ЭМВ2-111А, установленному на пульте.

Перемещение одной из щеток дистанционной приставки нарушает равновесие мостовой схемы, в результате чего на вход электронного моста поступает напряжение небаланса, которое усиливается и передается на реверсивный двигатель, перемещающий реохорд и шкалу моста. Это перемещение прекратится, как только напряжение небаланса уменьшится до нуля.

При замере уровня переключателем П₃ выбирается контролируемый резервуар. Далее поворотом переключателя П₁ положение М измерительный мост соединяется со щеткой метров дистанционной приставки и по шкале моста

производится отсчет уровня в данном резервуаре в метрах; при повороте переключателя в положение СМ производится отсчет уровня в сантиметрах в пределах метра.

Кнопкой П_к производится проверка измерительного прибора. Контроль напряжения моста и цепи сигнализации осуществляется по вольтметру, переключением тумблера П₂. При включении тумблера В загорается сигнальная лампа Л_с работы пульта ПКС-2.

Рисунок 2.4

Визуальный указатель уровня жидкости ВУУЖ

Схема сигнализации предназначена для оповещения оператора о до­стижении уровнем заданных положений. При достижении в резервуаре одного из крайних заданных положений уровня замыкаются контакты дистанционной приставки — включается цепь реле сигнализации РС₁— РС₂₀, которое своими контактами включает через ключ К₁—К₂₀ сигнальную лампу Л₁—Л₂₀, соответствующую номеру данного (резервуара. Включение сигнальной лампы может производиться или одновременно с включением звонка З_в или без него. Ключи К₁—К₂₀ служат также для проверки работы реле, сигнальных ламп и звонка. Питание пульта ПКС-2-220/127 в, сигнальных ламп и звонка осуществляется через транс­форматор Тр с напряжением вторичной обмотки 24 в, питание реле сигнализации производится от

сухого элемента Б₂ с напряжением 1,5 в.

Пределы измерения уровня — 0 – 14 м, наибольшая погрешность из­мерения: местного показывающего прибора ±6 мм, дистанционного ПКС-2—±15 мм. Диапазон предельной сигнализации—11 м; макси­мальное расстояние от датчика до пульта при сопротивлении линии не более 100 ом — 1 км; максимальная вязкость среды ВУ₅₀=2; допустимое давление в резервуаре — 200 мм вод, ст.

Конструкция дистанционной приставки отвечает требованиям взрывобезопасности по категории М2Б.

Габаритные размеры в мм: УДУ-2 — 390X1715X355; УДУ-2М — 290X1715X150; УДУ-3 — 390X410X355; УДУ-ЗМ — 390X410 X 150; ПКС-2 —415X480X600