4. Контроль уровня

4.1. Методы измерения уровня жидкости, применяемые в химической промышленности

В химической промышленности для измерения уровня жидкости в основном используются следующие методы измерения:

 С помощью указательных стёкол. Указательные стекла применяются для местного измерения уровня в аппаратах, работающих при атмосферном или избыточном (до 1 МН/м²) давлении;

 С помощью поплавковых уровнемеров. В этих приборах чувствительным элементом яв­ляется поплавок с меньшей (плавающий) или большей (погруженной) плотностью, чем плотность жидкости. Изменение уровня жидкости в аппарате с плавающим по­плавком вызывает его перемещение, которое посредством системы рычагов, тяг и тросов передается указателю, движущемуся по шкале, или вторичному прибору для показания, записи или передачи на расстояние значений высоты уровня жидкости в аппарате. В таких уровнемерах поплавок следит за уровнем жидко­сти.

Действие уровнемеров с пружинным поплавком основано на изменении вы­талкивающей (архимедовой) силы, действующей на поплавок при его погружении в жидкость. Такой поплавок удерживается в подвешенном состоянии посред­ством пружинного элемента. Благодаря этому значительные по величине измене­ния уровня жидкости будут приводить лишь к небольшим перемещениям по­плавка.

 С помощью гидростатических уровнемеров. Они служат для измерения гидростатического дав­ления столба жидкости. Различают гидростати­ческие пьезометрические и дифманометрические уровнемеры.

Действие гидростатических пьезометрических уровнеме­ров основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости, с измеряемым уровнем при изменении последнего. Их часто применяют для определения уровня жидкостей с повышенной вязкостью. Дей­ствие гидростатических дифманометрических уровнемеров основано на определении уровня по перепаду давления между столбами изме­ряемой жидкости в аппарате и в уравнительном сосуде, уровень в котором постоянен [1].

 Для предотвращения взрывов на объектах химической промышленности не применяются приборы, принцип работы которых основан на получении электрического сигнала, например: электрические уровнемеры (емкостные и омические), и достаточно дорогой и опасный радиоактивный метод.

4.2. Принцип работы гидростатического уровнемера. Дифманометр типа дм

В гидростатическом уровнемере и дифманометре типа ДМ измерение уровня жидкости H постоянной плотности  сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости с изменением высоты уровня, т. е. р = Нρg.

Мембранный дифманометр ДМ (рис.1) является бесшкальным прибором с индукционным датчиком, работающим с вторич­ными дифференциально-трансформаторными приборами типа КСДЗ, ЭПИД, ЭИВ, ДС и др. Он предназначен для дистанционного измерения избыточных давлений, разрежений или перепадов дав­ления жидкостей, паров и газов, не разрушающих чувствительный элемент прибора. При этом величина измеряемого параметра пре­образуется дифманометром в пропорциональный электрический сигнал, передаваемый далее на вторичный прибор [4].

Действие дифманометра основано на использовании деформа­ции чувствительного элемента прибора при воздействии на него разности давлений. Чувствительным элементом дифманометра является мембран­ный блок, помещенный в корпусе 1 и включающий мембранные ко­робки 11 и 12, сваренные из четырех мембран, имеющих концентрические гофры.

При наложении мембран профили их совпадают, что предохра­няет мембраны от разрушения при перегрузках. Внутренние полости коробок, заполненные дистиллированной водой или ее смесью с глицерином, сооб­щаются между собой через отверстие в перегородке 2.

М ембраны изготовляются из нержавеющей стали с высоки­ми упругими свойствами или бериллиевой бронзы.

Давления передаются через импульсные линии 3 и 10, на которых установлены два за­порных вентиля 6 и 7 и урав­нительный вентиль 8. С цен­тром верхней мембраны свя­зан сердечник 9 дифферен­циально-трансформаторной ка­тушки 4, закрытой колпаком 5.

Б

Рис. 1. Схема мембранного

дифманометра ДМ:

1-корпус; 2-перегородка;

3,10-импульсные линии;

4-катушка; 5-колпак;

6,7-запорные вентили;

8-уравнительный вентиль;

9-сердечник; 11,12-мембраные коробки

ольшее давление подается в нижнюю (плюсовую) каме­ру, а меньшее - в верхнюю (минусовую). Под воздейст­вием разности давлений в ка­мерах нижняя мембранная ко­робка сжимается, жидкость из нее поступает в верхнюю коробку, вызывая перемещение верхнего центра и связанного с ним сердечника индукционного дат­чика. Деформация продолжается до тех пор, пока силы, вызван­ные перепадом давления, не уравновесятся упругими силами мем­бранных коробок. При перемещении сердечника 9 индукционного датчика измеряемая величина преобразуется в электрический сиг­нал и передается на вторичный прибор.

Для уменьшения погрешности вследствие изменения темпера­туры окружающей среды верхняя мембранная коробка дифмано­метра выполнена более жесткой, чем нижняя. Благодаря этому изменение температуры окружающей среды приводит в основном лишь к изменению объема нижней мембранной коробки, и сердеч­ник не получает дополнительного смещения.

Мембранные дифманометры выпускаются на предельные пере­пады давления 16—250 МН/м² (160—2500 кгс/м²) и 40—630кН/м² (0,4—6,3 кгс/см²).

Допускаемые статические давления до 25 МН/м² (250 кгс/см²).