Содержание

1. Краткие теоретические сведения

1.1 Конструкции уровнемеров и их эксплуатационные особенности

1.2 Измерители уровня пьезометрические

1.3 Емкостные уровнемеры

1.4 Измерение уровня жидкостей с помощью буйковых уровнемеров

1.5 Лотовый уровнемер сыпучих материалов УСТЭ

2. Описание учебно-исследовательского лабораторного стенда

3. Результаты метрологического эксперимента

4. Объяснение полученных результатов

5. Список использованной литературы

Цель лабораторной работы- изучить измерительные схемы и конст­рукции автоматических уровнемеров широкого и узкого диапазонов изме­рения; провести исследование и анализ их метрологических характерис­тик и на основании полученных данных сделать выводы о пригодности к дальнейшей эксплуатации.

1. Краткие теоретические сведения

1.1 Конструкции уровнемеров и их эксплуатационные особенности

Уровнемеры для жидкостей (единица измерения - метр или милли­метр) по принципу действия делят на указательные стекла, поплав­ковые, гидростатические, электрические и радиоактивные, для сыпу­чих сред - лотовые.

Указательные или уровнемерныестекла выполняют в виде стек­лянной трубки или в виде одной или нескольких камер с плоскими стеклами, соединенных с аппаратом. В стеклянной трубке или камерах жидкость, как в сообщающихся сосудах, устанавливается на той же высоте, что и в аппарате, уровень ее измеряется. Указательные стек­ла применяются для местного измерения уровня в аппаратах, работающих при атмосферном или избыточном (до I Мн/м²или 10 кгс/см²) давлении. Длина их не превышает 1500 мм.

В поплавковых уровнемерахчувствительным элементом является поплавок с меньшей (плавающей) и большей (погруженной) плотностью, чем жидкость. Измерение 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. Уровнемеры с плавающим поплав­ком изготовляются на пределы измерения до 12-15 м.

Действие уровнемеров с погруженным поплавком основано на из­менения выталкивающей (архимедовой) силы, действующей на поплавок при его погружении в жидкость. Такой поплавок удерживается в под­вешенном состояния дружинным элементом. Благодаря этому значитель­ные по величине изменения уровня жидкости будут приводить лишь к небольшим перемещениям поплавка. Уровнемеры с погруженным поплав­ком широко применятся для измерения высоты уровня в аппаратах до 9 м.

Гидростатические уровнемерыслужат для измерения гидроста­тического давления столба жидкости, уровень которой определяется. 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 перепада давления между столбами измеряемой жидкости в аппарате и в уравнительном сосуде, уровень в котором постоянен.

Электрические уровнемеры, подразделяются на емкостные и оми­ческие. Уровнемеры такого типа представляют собой комплект из дат­чика и вторичного прибора.

В емкостных уровнемерах чувствительным элементом является конденсатор, обкладки которого располагаются с противоположных сторон вертикальной трубки из диэлектрика. Трубка и аппарат соеди­нены как сообщающиеся сосуды. Возможен также случай, когда одной обкладкой конденсатора является электрод, помещаемый в аппарат с измеряемым уровнем жидкости, а другой - стенки аппарата. При изменении уровня жидкости емкость конденсатора, включенного в одно из плеч моста переменного тока, изменяется, и на вход вторичного прибора подается сигнал, пропорциональный величине измеряемого уровня. Емкостные уровнемеры применяются для измерения уровня различных жидких и сыпучих веществ, за исключением вязких и крис­таллизующихся.

Действие омических уровнемеров, применяемых для определения уровня электропроводных жидкостей, основано на измерении сопро­тивления между электродами, введенными в жидкость. При этом сопро­тивление слоя жидкости между электродом и корпусом или между дву­мя электродами зависит от высоты уровня жидкости в аппарате.

В радиоактивных уровнемерахизмерение уровня жидкости основа­но на изменении интенсивности радиоактивного излучения при прохож­дении его через слой жидкости. Источник и приемник излучения распо­лагаются снаружи, с противоположных сторон аппарата, уровень жид­кости в котором измеряется. Если уровень жидкости ниже линии, сое­диняющей источник и приемник излучения, то последний фиксирует боль­шую интенсивность излучения, и наоборот. Изменение интенсивности излучения преобразуется в электронном блоке в электрический сигнал, который измеряется вторичным прибором.

Радиоактивные уровнемеры применяются при измерении в закры­тых резервуарах высоты уровня агрессивных, легковоспламеняющихся жидкостей, а также жидкостей, находящихся под давлением или при высокой температуре (расплавленные металлы).

Лотовые уровнемеры- по своей конструкции - механические приборы, имеющие выходной пневматический или электрический сигнал информации о параметре. Чувствительным элементом в этих приборах является щуп, соприкасающийся с измеряемой средой. Пределы изме­рения уровня этими приборами - до нескольких десятков метров.