42. Электрические средства измерения уровня.
Уровнемеры типа РУМБ. Значительное место в этой группе приборов занимают сигнализаторы уровня, датчики которых отличаются простотой конструкции, высокой надежностью, взрывобезопасностью, способностью работать в условиях высоких температур и давления и большим сроком службы. Измерительные преобразователи построены по блочно-модульному принципу и выдают сигналы постоянного тока в унифицированных диапазонах.
Уровнемеры (а) этого типа несколько вариантов, различаются принципом действия и структурой. Датчик прибора РУМБ 1 состоит из чувствительного элемента типа труба в трубе 1 и генератора, высокочастотных колебаний 2. Частота выдаваемого генератором переменного напряжения = резонансной частоте чувствительного элемента, зависящая от степени погружения его в жидкость. Синусоидальный частотный сигнал преобразуется блоком 3 в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна частоте на входе. В блоке 4 эти импульсы преобразуются в изменение постоянного тока в диапазоне от 0-5 мА. Уровнемер РУМБ 1 применяют для измерения уровней различных электропроводящих жидкостей. Для контроля уровней нефтепродуктов применяют уровнемер РУМБ 2, который выполняется по компенсационной 2х канальной схеме (в датчике 2 чувствительных элемента), что позволяет устранить влияние изменений диэлектрических свойств контролируемой жидкости на результат измерения. В других вариантах датчиков РУМБ уровень можно определить повремени прохождения импульсов вдоль чувствительного элемента датчиков от точки их возбуждения до границы «паз-жидкость» и обратно. По величине реактивного или емкостного сопротивления чувствительного элемента в зависимости от степени погружения его в жидкость. Следующую группу уровнемеров составляет приборы типа СУС (система унифицированных высокочастотных сигнализаторов уровня (б)). В зависимости от модификации их можно использовать для контроля уровня жидкости с различными физико-химическими свойствами. Чувствительный элемент датчика сигнализаторов (емкостной или индуктивный) включен в колебательный контур, на который от генератора подается высокочастотное напряжение. Если уровень жидкости в норме, амплитуда напряжения неизменна и частота его при этом близка к резонансному. Отклонение уровня вызывает изменение реактивного сопротивления чувствительного элемента, что приводит к изменению амплитуды напряжения, которое преобразуется в изменение напряжения постоянного тока. Этот сигнал поступает на вход вторичного релейного преобразователя (ВПР), на выходе которого срабатывает электромагнитное реле. Контакты реле включены в электрическую схему сигнализации уровня. На рис. (б) схема установки сигнализатора для контроля нижнего и верхнего отклонения уровня. Здесь используется 2 первичных преобразователя (2 чувствительных элемента), которые подключаются к блоку типа ВПР. Такие сигнализаторы выпускаются как в нормальном, так и в искробезопасном исполнении.
43. Акустические и ультразвуковые уровнемеры
Действие уровнемеров этого типа основано на измерении времени прохождения импульса ультразвука от излучателя до поверхности жидкости и обратно. При приеме отраженного импульса излучатель 1 становится датчиком. Если излучатель расположен над жидкостью, уровнемер называется акустическим; если внутри жидкости – ультразвуковым. В первом случае измеряемое время будет тем больше, чем ниже уровень жидкости H , во втором – наоборот (рис.1).
Электронный блок 2 служит для формирования излучаемых ультразвуковых импульсов, усиления отраженных импульсов, измерения времени прохождения импульсов двойного пути (в воздух или жидкости) и преобразования этого времени в унифицированный электрический сигнал. Например, акустический уровнемер ЭХО – 1 используется для измерения уровня неоднородных (с переменной по высоте плотностью), кристаллизующихся и выпадающих в осадок жидкостей в баках высотой до 3 м и имеет выходной сигнал в виде постоянного тока.