СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Принципы и методы измерения физической какой? величины.

1.1. Классификация уровнемеров………………………………………

1.1.1. Визуальные уровнемеры……………………………..

1.1.2. Поплавковые уровнемеры…………………………….

1.1.3. Гидростатические уровнемеры.

1.1.4. Дифманометрические уровнемеры.

1.1.5. Пьезометрические уровнемеры.

1.1.6. Электрические уровнемеры.

1.1.7. Омические уровнемеры.

1.1.8. Ультразвуковые уровнемеры.

1.1.9. Радиоизотопные уровнемеры.

1.1.10. Уровнемеры для сыпучих материалов.

2. Выбор прибора.

2.1. Общие сведения о приборе.

3. Приведение примера гидростатического уровнемера.

3.1. Структура условного обозначения.

3.2. Конструкция и принцип действия.

3.3. Общий вид, габаритные и установочные размеры УГЦ-1.1.

3.4. Общий вид, габаритные и установочные размеры УГЦ-1.2.

3.4.1. Преобразователь давления.

3.4.2. Вторичный прибор.

Измерение уровня жидкости

ВВЕДЕНИЕ

Для ведения технологических процессов большое значение имеет контроль за уровнем жидкостей и твердых сыпучих материалов в производственных аппаратах. Кроме того, зная площадь любой емкости, по величине уровня можно определить количество вещества в ней. Часто по условиям технологического процесса нет необходимости в измерении уровня по всей высоте аппарата. В таких случаях применяют узкопредельные, но более точные уровнемеры. Особую группу составляют уровнемеры, используемые только для сигнализации предельных значений уровня.

1. Принципы и методы измерения физической величины.

Уровнемеры, приборы для измерения или контроля уровня жидкостей и сыпучих материалов в резервуарах, хранилищах, технологических аппаратах химических производств и т. п. Приборы для определения количества жидкости или сыпучего материала с целью их учета и сигнализации о переполнении бункеров, расходных баков и других сосудов называют уровнемерами широкого диапазона измерений. Последний определяется в данном случае геометрическими размерами сосудов. Эти приборы снабжены шкалами с делениями, которые находятся по одну сторону от нулевой отметки (расположена в начале отсчета); шкалы градуируются в см, дм и м. При необходимости поддержания уровня на заданной высоте приборы показывают величину его отклонения от нормального положения и называют уровнемерами узкого диапазона измерений (100-150 мм). Шкалы данных приборов имеют деления по обе стороны от нулевой отметки (находится посередине) и градуируются в мм и см.

1.1. Классификация уровнемеров.

По принципу действия эти уровнемеры разделяются на визуальные, поплавковые, гидростатические, электрические, ультразвуковые, радиоизотопные.

1.1.1. Визуальные уровнемеры.

Визуальные уровнемеры (рис. 1) - простейшие измерители уровня жидкости. К технологическому аппарату 1 через запорные вентили 2 подсоединено указательное стекло (трубка 3). Аппарат и трубка представляют собой сообщающиеся сосуды, поэтому уровень H жидкости в трубке всегда равен ее уровню в аппарате и отсчитывается по шкале.

1.1.2. Поплавковые уровнемеры.

Поплавковые уровнемеры. Чувствительный элемент - поплавок, находящийся на поверхности жидкости (рис. 2, а). Поплавок 1 уравновешивается грузом 3, который связан с поплавком гибким тросом 2. Уровень жидкости определяется положением груза относительно шкалы 4. Пределы измерений устанавливают в соответствии с принятыми значениями верхних (ВУ) и нижних (НУ) уровней.

Значительно надежнее тонущие поплавки - массивные буйки (рис. 2, б). При изменении уровня жидкости по закону Архимеда изменяется действующая на конец рычага 2 выталкивающая сила (вес буйка 1). Соотв. изменяющийся момент сил, действующих на рычаг 2, от буйка передается через вал 5, закрепленный в донышке 7, на трубку 6 и уравновешивается моментом ее скручивания. Изменение угла скручивания трубки пропорционально величине уровня.

Рис. 2. Поплавковые уровнемеры: а - с плавающим поплавком; б - с тонущим поплавком.

1.1.3. Гидростатические уровнемеры.

Гидростатические уровнемеры. Их действие основано на уравновешивании давления столба жидкости p в аппарате (хранилище) давлением столба жидкости, заполняющей измерит, прибор, или пружинным механизмом (р = Hr, где r = const - плотность жидкости). При достаточно больших значениях уровня Я и в отсутствие избыточного давления над жидкостью в качестве уровнемера можно применять манометр с трубчатой пружиной, устанавливаемый на отметке так называемого нулевого уровня (рис. 3).

1.1.4. Дифманометрические уровнемеры.

Дифманометрические уровнемеры позволяют измерять уровень в открытых (атм. давление) или закрытых (давление либо разрежение) резервуарах (рис. 4). Относительно постоянный уровень жидкости в одном из колен измерит, прибора (дифманометра), а следовательно, и в контролируемом аппарате обеспечивается уравнительным сосудом (наполнен до определенного уровня той же жидкостью, что и в аппарате). Высота столба жидкости в другом колене дифманометра изменяется с изменением уровня в аппарате. Каждому значению уровня в нем отвечает некоторый перепад давления, обусловленный расстоянием по высоте между аппаратом и прибором. Если аппарат работает при атмосферном давлении, уравнительный сосуд размещают на отметке нулевого уровня (рис. 4, а), если под давлением - на высоте максимального уровня (рис. 4, б).

Рис. 4. Дифманометрические уровнемеры: измерение уровня в открытом резервуаре (а)и аппарате, работающем под давлением (б).

1.1.5. Пьезометрические уровнемеры.

Пьезометрические уровнемеры (рис. 5) основаны на принципе гидравлического затвора (обычно водяного). Для измерения уровня используют воздух или инертный газ, который под давлением р продувают через слой жидкости (р_х - давление над ней). Кол-во воздуха ограничивают диафрагмой 1 или регулирующими вентилями 2 так, чтобы скорость движения его в трубопроводе была минимальна (с целью уменьшения потерь на трение). Для контроля расхода воздуха устанавливают специальные стаканчики 3 или ротаметры. Уровень жидкости H=(р-р_x)/p_ж, где р_ж - плотность замыкающей жидкости в дифманометре. Перепад давления (р-р_х) определяется по высоте столба жидкости h в манометре. В случае измерения уровня агрессивных жидкостей необходимо подводить воздух в обе линии, подсоединяемые к дифманометру. Пьезометрические приборы широко применяются для измерения уровня жидкости в подземных резервуарах.