20. Измерение уровня жидкостей с помощью поплавковых и буйковых уровнемеров

Простейшим техническим средством для измерения уровня жид­кости в резервуарах является поплавковый указатель уровня. Об уровне в этом случае судят по положению прикрепленного к противовесу указателя, соединенного с поплавком с помощью троса, перекинутого через бло­ки. Этот метод измерения по­зволяет контролировать уровень жидкости, находящейся в резер­вуаре под атмосферным давле­нием, в случае, когда объект расположен сравнительно неда­леко от поста наблюдения.

Для дистанционного измере­ния уровня жидкости, находя­щейся под атмосферным, вакуумметрическим или избыточным давлением, в различных отрас­лях промышленности находят широкое применение буйковые уровнемеры с унифицированным выходным сигналом постоянного тока 0—5; 0—20 мА типа УБ-Э или пневматическим с давлением 0,2—1 кгс/см² (0,02—0,1 МПа) типа УБ-П. Действие уровнемеров УБ-Э и УБ-П соответственно основано на принципе электросиловой или пневмосиловой компенсации усилия, развиваемого чувствительным элементом (буйком) измерительного блока уровнемера, погруженным в жидкость, уровень которой из­меряется. В уровнемерах типа УБ-Э используется линейный преоб­разователь с электросиловой компенсацией ПЛЭ ,а в уровнемерах УБ-П — преобразователь с пневмосиловой ком­пенсацией .

Кроме рассмотренных уровнемеров УБ-Э и УБ-П применяют и другие типы буйковых измерителей уровня с пневматическим выходным сигналом и индикато­ры уровня с дифференциально-трансформаторным преобразователем класса точ­ности .

Поплавковые уровнемеры с дополнительным устройством находят применение для дистанционного измерения уровня воды в открытых водоемах, напора, созда­ваемого разностью уровней верхнего и нижнего бьефов, и положения различного рода затворов. В уровнемерах этого типа и во вторичных приборах к ним в качестве измерительных преобразователей используются сельсины .

Для сигнализации предельных значений уровня жидкости в резервуарах или баках применяют поплавковые сигнализаторы уровня различных типов .

21. Емкостные уровнемеры

Емкостные уровнемеры широко применяют для сигнализации и дистанционного измерения уровня однородных жидкостей в различных объектах в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Емкостные уровнемеры могут быть использованы для измерения уровня жидкостей, находящихся под давлением до 25—60 кгс/см² (2,5—6,0 МПа) и имеющих тем­пературу от —40 до 200^СС. Эти ограничения обусловлены надеж­ностью применяемой изоляции для изготовления общепромышлен­ных первичных преобразователей емкостных уровнемеров.

Емкостные уровнемеры не могут быть использованы для изме­рения уровня вязких (более 0,980 Па-с), пленкообразующих, кри­сталлизующихся и выпадающих в осадок жидкостей, а также взры­воопасных сред.

Действие рассматриваемых уровнемеров основано на измерении электрической емкости первичного преобразователя, изменяющейся пропорционально изменению контролируемого уровня жидкости в резервуаре. Первичный преобразователь, преобразующий измене­ние уровня жидкости в пропорциональное изменение емкости, пред­ставляет собой, например, цилиндрический конденсатор, электроды которого расположены коаксиально. 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 преобразователя и воздухом или парами жид­кости.

При применении емкостных уровнемеров необходимо иметь в виду, что измеряемый уровень жидкости функционально связан с диэлектрической проницаемостью веществ. Поэтому при измере­нии уровня жидкости емкостным уровнемером следует учитывать, что значение диэлектрической проницаемости жидкости изменяется с изменением температуры ее.

В зависимости от электрических характеристик жидкости, уро­вень которых измеряют емкостным методом, разделяют на неэлектропроводные и электропроводные. Такое деление жидких диэлектри­ков имеет некоторую условность, но является практически целесообразным.

Некоторые типы емкостных уровне­меров находят применение для сигнализации и дистанционного измерения уровня сыпучих тел с постоянной влажностью.

Преобразователи емкостных уровнемеров выполняют цилиндрического и пластинчатого типа, а также в виде жесткого стержня или троса. В последнем случае вторым электродом служит металлическая стенка резервуара. Для обеспечения постоянства характеристик преобразователя и повышения точности измерения уровня целесо­образно применять преобразователи со стержнем или тросом, рас­полагаемым в стальной трубе, являющейся вторым электродом преобразователя.