9.6.Буйковые уровнемеры

Б уйковыми называются уровнемеры, основанные на законе Архимеда: зависимости выталкивающей силы, действующей на буек, от уровня жидкости. Чувствительным элементом таких уровнемеров является массивное тело(например, цилиндр)-буек, подвешенное вертикально внутри сосуда и частично погруженное в контролируемую жидкость. Буек закреплен на упругой подвеске с жесткостью с, действующей на буек с определенным усилием. При увеличении уровня жидкости, увеличивается выталкивающая сила, подъем буйка на х, причем при его подъеме увеличивается осадка, т.е. х<h. При этом изменяется усилие, с которым подвеска действует на буек:

xc=(h-x)ρ_жgF-(h-x)ρ_г gF

Таким образом, статическая хар-ка буйкового уровнемера линейна, причем чувствительность его может быть изменена за счет увеличения F или уменьшения жесткости подвески с.

3. Схема уровне мера с электросиловым преобразователем. Буек 1 подвешен на конец рычага 2, на другом конце которого расположен груз 3, уравновешивающий вес буйка 1 при нулевом уровне(возможен и др метод компенсации веса). Разделительная мембрана 4 служит для герметизации резервуара. При изменении уровня изменяется усилие, с которым буек действует на рычаг. Небаланс сил приводит к смещению рычага и сердечника диф-трансформаторного преобразователя, выполняющего функцию индикатора рассогласования ИР. Его выходной сигнал поступает на усилитель У, выходной токовый сигнал которого Iвых поступает на выход прибора и в устройство обратной связи УСО.

9.7.Емкостные уровнемеры

Емкостные уровнемеры. Емкостными называют уровнемеры, основанные на зависимости электрической емкости конденсаторного преобразователя, образованного одним или несколькими стержнями, цилиндрами или пластинами, частично введенными в жидкость, от ее уровня.

Конструкция конденсаторных преобразователей различна для электропроводных и неэлектропроводных жидкостей.

Конденсаторный преобразователь для неэлектропроводных жидкостей, состоящий из двух коаксиально расположенных электродов 1 и 2, помещенных в резервуар 3, в котором производится измерение уровня, изображен на рис. 11.17, а. взаимное расположение электродов зафиксировано проходным изолятором 4. Электроды образуют цилиндрический конденсатор, часть межэлектродного пространства которого высотой Н заполнена контролируемой жидкостью, оставшаяся часть высотой (H-h)- ее парами.

ε₀-диэлектрическая проницаемость вакуума; ε-относительная диэлектрическая проницаемость вещ-ва, заполняющего межэлектродное пространство; Н-высота электродов; -диаметры внутреннего и наружно электродов.

запишем

где и относительные диэлектрические проницаемости жидкости и газа над ней.

Суммарное выходное сопротивление преобразователя Z_пр , кроме емкостей и , определяется также емкостью проходного изолятора и его активным сопротивлением R_и. Следовательно

И следовательно

Для уменьшения влияния изменения на показания уровнемера используют компенсационный конденсатор 11.18.

Для электропроводящих жидкостей 11.19

Плюсы : дешевизна, простота обслуживания, удобство монтажа первичного преобразователя, отсутствие подвижных элементов, возможность использования в широком диапазоне температур и давлений.

Недостатки : непригодность для измерения вязких, пленкообразующих, кристаллизующихся жидкостей и содержащих примеси, выпадающие в осадок