Устройства для измерения уровня жидкости и сыпучих веществ в промышленных емкостях

Устройство для измерения уровня жидкости и сыпучих веществ в промышленных емкостях называется уровнемер. Известный еще как преобразователь и датчик уровня.

Прибор систематизирует и упрощает процесс контроля рабочего процесса: рассчитывает оптимальный расход сырья, косвенно влияя на качество, и снижая риск человеческого фактора. Это приводит к возможности снижения требований к профессионализму и квалификации персонала.

Уровнемеры классифицируются по типу измеряемого вещества:

  • Жидкостные датчики уровня;
  • Датчики сыпучих веществ.

Рассмотрим подробнее жидкостные уровнемеры, необходимые для проекта. Температурный диапазон и давление в технологических емкостях; широкий разброс свойств, то с чем сталкиваешься на определенном этапе производства; что вынуждает прибегнуть к использованию индивидуального подхода к каждой жидкости в отдельно. Частое взаимодействие с веществами агрессивного либо ядовитого характера; коррозий в местах соединения или контакта с веществом; забивание продуктом контактных участков; огромный разброс плотности (в том числе за один рабочий цикл); необходимость во взрывозащищенном исполнении (в частности при работе с нефтепродуктами); образование на поверхностях пузырей или пены; высокая степень точности показаний; необходимость отвода паров и конденсации продукта после; соблюдение санитарии продуктов питания и питьевой воды; возможность определения уровня сразу нескольких продуктов либо жидкостей.

Типология жидкостных уровнемеров:

  • акустические;
  • механические;
  • электрические;
  • гидростатические;
  • рефлексные;
  • радарные;
  • радиационные.

Разберем основные положения о каждом типе жидкостного уровнемера.

Механические подразделяются на:

  • поплавковые, в данном типе уровнемера используется поплавок на поверхности жидкости, при фиксировании уровня жидкости смещается, тем самым фиксируя изменения. Как правило, поплавок произведен из легкого, антикоррозийного материала. Аппарат, фиксирующее и отображающее изменение, соединен при помощи рычага либо троса. Тип данного уровнемера пригоден для замера в емкостях открытого типа;
  • буйковый, в таком типе уровнемера используется зафиксированный буек. Схема работы заключается в том, что сила воды выталкивает буек. Что соответствует закону Архимеда о силе равной весу(жидкости). Уровень погружения буйка прямо-пропорционален вытесняемому количеству жидкости, проще говоря, зависит от уровня. Преобразуя в равную ему силу выталкивания. Зависимость — линейна, что справедливо для силы выталкивания зависимой от уровня измерения. Возможности использования уровнемеров данного вида характеризуются измеряемым диапазоном , который довольно широк и используется благодаря буйку, изменении преобразователя;
  • вибрационные, оптимальный вариант при использовании в клейкой(вязкой) сфере.

Гидростатические уровнемеры — сродни датчикам давления. Малые затраты и конструктивная простота, но редкая применяемость из-за низкой точности показаний, как правило причиной которых является постоянный контакт с продуктом. Данный способ измерения заключается в том, что давление равно глубине, соответственно и протяженности до поверхности, перепады и измерения фиксируемые гидростатическим способом, применяются специально предназначенные приборы. Одним из подобных является дифманометр, который обычно применяется для данной цели. При его использовании перепад давления будет равен давлению жидкости, а в свою очередь равен уровню измерения. При использовании дифманометра с агрессивными, как правило, химическими жидкостями, имеется защита в виде разделителей-мембран либо делителей-сосудов, которые позволяют заполнять трубки и камеры жидкостью не агрессивного вида.

Акустические (ультразвуковые), функционируют по принципу отражения колебаний звука от поверхности раздела жидкостной и газовой сред. Так же встречается тип акустических накладных сигнализаторов уровня. Датчики данного вида предназначены для расположения снаружи емкости и фиксируют “момент заполнения” до определенного уровня. Кроме всего прочего имеются ультранизкочастотные уровнемеры, которые менее распространенные. Поэтому из датчиков бесконтактного типа самыми доступными и практичными являются акустические уровнемеры.

Радарные, схожи с акустическими, функционируют по принципу отражения колебаний звука в плоскости раздела жидкостной среды и газа. Датчики данного типа не имеют возможности контакта с сырьем, что делает возможным их использование с агрессивными веществами, в жестких условиях повышенного парообразования и газообразования. Имеют большую точность в сравнении c ультразвуковыми, меньшую зону невосприимчивости, пригодны для использования при высоких давлениях в емкости.

Рефлексные(волноводные), принцип действия схож с радарным, но отличим с точки зрения конструктивной особенности: зонда — волновода, который проводит электромагнитного импульс. Зонд может представлять собой, кабель, стрежень. В еще более жестких условиях способны функционировать уровнемеры такого типа:

  • до 600° С;
  • до 100 бар;
  • повышенное взбалтывание жидкости; при использовании мешалки;
  • газообразование и парообразование на поверхности.

Радиационные, работают по принципу применения гамма-лучей, просвечивающих и фиксирующих показания радиоактивных элементов, зависимых в свою очередь от объема измеряемого продукта. Среда применения: высокая температура, давление; радиоактивные, ядовитые и т.п жидкости. Требуется разрешение для использования уровнемера данного типа.

Электрические, подразделяются на:

  • емкостные;
  • кондуктометрические.

      • Конденсатор — является чувствительным элементом емкостного уровнемера. Измеряемая емкость которого меняется относительно уровня жидкости.

      Принцип работы кондуктометрического уровнемера зависит от сопротивления электродов, находящихся в емкости. Роль которой может играть само устройство либо стенка емкости.

      Разного рода задачи, условия их выполнения, а так же факторы такие как точность показаний, тип продукта, стоимость, надежность и многое другое объясняет, тот многочисленный, ассортимент уровнемеров описанный ранее.

      Каждый прибор индивидуален по набору опций тем самым предоставляя возможность выбора уровнемера под определенный сценарий и задачу.

      Рекомендуем статьи

      Типы датчиков уровня
      Кондуктометрический датчик уровня