ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

1. Основные понятия

Приборы для измерения уровня жидких и сыпучих материалов широко применяются в пищевой промышленности. В любом пищевом производстве возникает необходимость измерять уровень непрерывно или сигнализировать о достижении им заданного максимального или минимального значения. При этом контроль уровня производится с целью учета наличия и расхода материалов, предупреждения переполнения емкостей и бункеров, сигнализации отклонения уровня от заданного значения, а также для отмера определенных порций применяемых материалов. В зависимости от характера работы уровнемеры подразделяются на приборы непрерывного (измерители) и дискретного (сигнализаторы) действия.

По принципу действия приборы для измерения уровня делятся на поплавковые, гидростатические, кондуктометрические, емкостные и радиоизотопные.

2. Поплавковые уровнемеры

Действие поплавковых уровнемеров основано на законе Архимеда. Чувствительным элементом этих приборов является поплавок.

Существует два типа поплавковых преобразователей. В первом применяется поплавок, плавающий на поверхности жидкости и имеющий постоянную глубину погружения. Уровень жидкости определяется измерением перемещения поплавка. Во втором измеряется выталкивающая сила, действующая на поплавок (буек), глубина погружения которого меняется в зависимости от уровня жидкости. Перемещение поплавка передается на преобразователь для преобразования перемещения поплавка в выходной сигнал.

Примером уровнемера с плавающим поплавком может служить уровнемер с сельсинным преобразователем (рис.1). Прибор включает сельсин 6, приводимый в движение поплавком 10, следующим за колебаниями измеряемого уровня. Поплавок подвешен на тросе 9, навивающимся на мерительный барабан 8, один оборот которого соответствует перемещению поплавка на 0,5 м. На вал 7 барабана насажено зубчатое колесо 5, сцепленное с шестерней сельсина и шестерней счетчика 1. Трос поплавка натягивается противовесом 2, подвешен­ным на тросе 3 к барабану 4.

Р ис. 1 Поплавковый уровнемер с сельсинным преобразователем.

Рис. 2 Принципиальная схема уровнемера переменного погружения с пневматической передачей показаний на расстояние.

Вторичный прибор состоит из сельсина-приемника, связанного со счетным механизмом, позволяющим определять изме­ряемый уровень с точностью до миллиметра. Кроме того, вторичный прибор имеет два контакта для сигнализации предель­ных положений уровня. Диапазон измерения уровня 10 м.

В уровнемерах с поплавком переменного погружения (буйковых уровнемерах) используются упругие элементы с линейной характеристикой (торсионная трубка, пружины).

Схема буйкового уровнемера с пневматической передачей показана на рис.2. Чувствительный элемент — цилиндрический буек 1 — подвешен к рычагу 2, укрепленному на конце упругой торсионной трубки 3, внутри которой располагается стальной стержень 4. На свободном конце стержня укреплена заслонка 5 пневмоустройства 7.

Под действием силы тяжести буйка торсионная трубка и стальной стержень закручиваются. При этом угол закручива­ния пропорционален силе тяжести буйка, изменяющейся с из­менением уровня жидкости. Во время поворота стержня торси­онной трубки заслонка отклоняется относительно сопла 6 на такой же угол.

Угловое перемещение заслонки преобразуется пневмоустройством 7 в пропорциональное изменение давления воздуха, измеряемое прибором 8 со шкалой, отградуированной в единицах уровня. Недостатком буйковых уровнемеров является зависимость их показаний от плотности жидкостей.

Уровнемеры типа УБ рассчитаны на 19 пределов измерения от 0—20 мм до 0—16 м. Классы точности приборов 1 и 1,5. Предельно допускаемое рабочее давление 10 МПа.