Контроль уровня

1. Контроль уровня

2.

Для контроля уровня жидкостей чаще
применяются:
Визуальные;
2) Поплавковые;
3) Буйковые;
4) Пьезометрические;
5) Гидростатические;
6) Электрические;
7) Радиационные;
8) Акустические;
9) Механические.
1)

3. Визуальные уровнемеры:

Определение уровня с помощью
визуальных уровнемеров основана на
принципе сообщающих сосудов.
Такие уровнемеры называется
водомерами, или указателями.

4. Схема установки водомерного стекла.

Наблюдается за положением уровня жидкости в
стеклянной прозрачной трубке, можно судить о
положении уровня в контролируемом объекте.
Трубка заключена в защитную металлическую
арматуру и снабжена запорной арматурой, а если
водомерное стекло устанавливается на объекте,
работающем под давлением, то стекла
снабжаются обратными клапанами, которые
разобщат трубку и объект в случае ее поломки.

5. Длина выпускаемых водомерных стекол не превышает 500 мм, их рабочее давление 1,57*10⁶ Па.

6. Поплавковые уровнемеры.

Чувствительный элемент – поплавок,
плавающий на поверхности жидкости,
перемещается вверх или вниз в
зависимости от повышения или
понижения уровня.
С помощью системы
передач поплавок связан
с отсчетов устройством.

7. Поплавковый уровнемер с сельсином.

Павловок 1 подвешен на тросе,
который навивается на
барабан 3, один поворот
барабана соответствует
перемещению поплавка на
0,5 м. На ось барабана 3
насажено зубчатое колесо.
Оно сцеплено с шестерней.
Укрепленной на оси ротора
сельсина – датчика 4, и
шестерней валика счетчика.

8.

Натяжение троса обеспечивает противовес, который
укреплен на тросе, навивающемся на барабан.
Барабаны жестко укреплены на одной и той же оси.
Сельсин – датчик 4 связан с сельсином – приемником
вторичного прибора, благодаря чему
осуществляется дистанционная передача показаний.
Когда уровень повышается, поплавок перемещается
вверх, натяжение троса ослабевает, но под действием
груза трос начинает смываться с барабана и вновь
натягивается трос, при этом вращение передается
ротору сельсина – датчика 4 и валику счетчика
механизма.
Предел измерения уровня 0-10 м.

9. Буйковый уровнемер.

Чувствительным
элементом прибора
данного типа является
металлический
цилиндрический буек,
частично погружен в
контролируемую
жидкость.

10.

В буйковом уровнемере используется
цилиндрический поплавок (буек) 2,
закрепленный на пружине 1. Масса буйка
зависит от глубины его погружения в жидкость,
а жидкость пружины определяется
коэффициентом пропорциональности между
изменением уровня и подъемом буйка. Класс
точности 1,5-2,5.
Уровнемеры этого типа нашли широкое
применение для измерения уровня самых
разнообразных жидкостей в диапазоне от 0 до
9000 мм на самых различных объектах и при
любых давлениях.

11. Пьезометрические уровнемеры.

Измерение уровня этими
устройствами
осуществляется методом
непрерывной продувки газа
через слой контролируемой
жидкости.
Схема:
1- пьезометрическая трубка;
2-манометр;
3-контрольный стаканчик;
4-редуктор;
5-сжатый воздух.

12.

В сосуд с жидкостью помещают пьезометрическую
трубку 1, к которой подводят сжатый воздух
(или другой газ в зависимости от свойств
жидкости) через редуктор 4 и контрольный
стаканчик З. Контрольный стаканчик позволяет
поддерживать нормальную подачу воздуха (60100 пузырьков в 1 минуту) .Чем выше уровень
жидкости в сосуде, тем труднее воздух
барботируется через слой жидкости, тем выше
давление в пьезометрической линии. Это
давление, пропорциональное уровню,
измеряется манометром 2, шкала которого 10
градуирована в единицах уровня.
Прибор служит для контроля уровня агрессивных,
кристаллизующихся жидкостей и пульп в
открытых емкостях. Пределы измерения 2504000 мм (по воде).

13. Гидростатические уровнемеры.

Принцип их действия
основан на измерении
давления столба
жидкости в
контролируемом
объекте. Этот метод
применим только для
резервуаров,
работающих под
атмосферным
давлением.
Схема гидростатического
уровнемера.

14.

Для измерения уровня
различных жидкостей
как в открытых, так и в
закрытых сосудах
широко используются
гидростатические
уровнемеры с
дифманометром.
При их применении
обязательно
устанавливается
уравнительный сосуд,
наполненный до строго
определенного уровня
той же жидкостью, что и
в контролируемом
сосуде.

15.

Уравнительный сосуд предназначается для обеспечения
постоянного давления в одном из колен дифманометра за
счет столба жидкости Н о постоянной высоты. Высота
столба жидкости Н создает давление во втором колене
дифманометра; оно зависит от уровня жидкости в
контролируемом объекте.
Таким образом, дифманометр замеряет перепад давления Н°Н, пропорциональный только уровню в объекте, а значит,
шкалу дифманотметра можно градуировать в единицах
уровня.
В качестве дифманометров - уровнемеров применяются
поплавковые: мембранные и сильфонные
дифманометры, шкалы которых можно градуировать
практически на ,любые значения уровней.

16. Электрические уровнемеры.

Чувствительный элемент этих при боров выдает
электрический сигнал, пропорциональный уровню в
объекте измерения. Чаще других электрических
уровнемеров применяются емкостные приборы,
чувствительным элементом которых является
электрический конденсатор специальной конструкции
(емкостный датчик), погружаемый в контролируемую среду.
Емкостный уровнемер состоит из емкостного датчика ЕД,
моста переменного тока М, диодного детектора ДД
вторичного прибора ВП со шкалой, градуированной в
единицах уровня, и генератора высокой частоты.
Емкостный датчик представляет собой цилиндрический
конденсатор, выполненный в виде двух соосно
расположенных металлических трубок (труба в трубе)

17.

Для измерения агрессивных и электропроводящих
жидкостей применяются емкостные датчики, у
которых трубки покрыты винипластом или
фторопластом .

18. Радиационные уровнемеры.

Принцип действия радиационных или, как их еще
называют, радиоактивных уровнемеров, основан
на «просвечивании» контролируемого объекта
потоком радиации, причем обычно в качестве
излучателя применяется радиоактивный
кобальт ⁶⁰Со, испускающий γ - лучи.
Принцип действия счетчика γ - излучения:
В металлической или стеклянной
герметизированной трубке 4, внутренняя стенка
которой покрыта фольгой, находится
разреженный газ. Внутрь трубки вставлен
стержень 3, изолированный от трубки
изолятором 2.

19.

К стержню и к стенке трубки (контакт 5) подведена
напряжение постоянного тока 800 В. Если к трубке
поднести источник радиоактивного излучения 1, то
газ внутри трубки будет ионизироваться, станет
проводником электрического тока и в цепи источника
появится ток.
Падение напряжения на сопротивлении r будет тем
большим, чем мощнее источник или чем ближе он
поднесен к трубке. Если источник излучения
убрать, то ток в цепи прекратится, так как
неионизированный газ в
трубке не является
проводником электрического
тока. Падение напряжения
измеряется прибором В.
1- источник радиоактивного
излучателя; 2-изолятор;
3-стержень; 4-трубка;
5-контакт; В - прибор.

20.

Рис. а, может применяться для контроля уровня в узком интервале, если
излучатель и счетчик неподвижны. При понижении уровня поглощающая
способность, среды (жидкость - газ) уменьшается и счетчик выдает
сигнал более высокого уровня, а при повышении - поглощающая
способность среды возрастет и в счетчик придет ослабленный поток
радиации, в результате чего выходной сигнал счетчика будет иметь более
низкий уровень. Поглощающая способность стенок резервуара величина
постоянная, она не влияет на поглощающую способность среды.
Рис. б, можно применять при небольшом
столбе жидкости ( до 1 м).
Рис. в, целесообразно применять,
когда в объект можно поместить
поплавок с встроенным
источником излучения.
а – излучатель и счетчик
неподвижны;
б – столб жидкости мал;
в – поплавок находится
внутри объекта;
1- источник; 2- счетчик.

21. Акустические уровнемеры.

Так же как и радиационные уровнемеры, эти
приборы позволяют контролировать уровень
разнообразных жидкостей бесконтактным
методом.
В акустических уровнемерах обычно используется
принцип отражения ультразвуковых волн
(частота свыше 15000 Гц) от границы раздела
жидкость газ. Такие уровнемеры называют
также ультразвуковыми.
Установлен датчик, состоящий из генератора и
приемника ультразвуковых колебаний.
Отражаемые от зеркала жидкости волны
возвращаются под некоторым углом φ к
приемнику. При перемещении уровня
изменяется угол φ, что ведет к смещению
отраженных колебаний и к изменению
выходного сигнала приемника.
Этот сигнал и является мерой уровня.

22. Весовые измерители уровня.

С увеличением уровня сыпучего
материала в бункере 5 возрастает
давление на его опоры, одной из
которых является месдоза 2.
Месдоза представляет собой
металлический корпус с поршнем,
герметизированным гибкой
мембраной. Полость 1 под
мембраной, импульсная трубка 3 и
внутренняя полость пружины
манометра 4 заполнены
жидкостью. Давление, измеряемое
манометром 4, пропорционально
уровню, а шкала манометра
градуирована в единицах уровня.

23. Механический уровнемер.

Механический уровнемер, работает следующим
образом. Электродвигатель 1 соединен с
редуктором 2, на выходном валу которого находится барабан лебедки 3, сочленяющийся с
валом редуктора с помощью специальной
фрикционной муфты. На барабан навит трос, на
конце которого укреплен шомпол 5. Когда
шомпол не касается уровня материала, трос
натянут, барабан не сочленен с валом
редуктора, и шомпол опускается вниз. Как
только шомпол войдет в материал, натяжение
троса ослабнет, барабан сочленится с валом
редуктора и начнет наматывать трос. В момент
выхода шомпола из материала барабан вновь
отключится. В результате нижняя часть
шомпола все время держится на уровне
материала. Через кулачок 4 барабан связан с
рамкой электрического преобразователя 6,
который выдает сигнал на вторичный прибор 7.