Измерительные устройства уровня.
Подразделяются на:
- непрерывного действия, которые непрерывно измеряют уровень.
- прерывистого действия (дискретного действия), сигнализируют наличие уровня(сигнализаторы уровня).
По принципу действия: поплавковые, гидростатические, радиоизотопные, электрические, акустические
а) Поплавковые уровнемеры Используются для измерения уровня в аппаратах. Поплавок перемещается при изменении уровня жидкости.
Выравнивающая сила собственный вес поплавка G=F.
Принимаем, что S=const, тогда
Б) Гидростатические уровнемеры
Принцип действия основан на измерении давления столба жидкости h при постоянстве плотности контролируемой среды p = g h
По принципу действия различают уровнемеры:
- с непрерывной продувкой воздуха через пневмосистему (пьезометрический)
- с непосредственным измерением столба жидкости с применением техмонометра
Пьезометрические
1 - резервуар, 2 - пьезотрубка, 3 - ротаметр, 4 - регулирующий вентиль, М - манометр
Когда уровень h превышает давление р в пьезотрубке воздух не выходит, при увеличении давления воздух начинает барбатировать жидкость Р = g Н. Метод применяется для измерения уровня вязких сред.
Непосредственное измерение уровня с применением техмонометров
В датчиках обязательно применение уравнительного сосуда небольшого уровня заполненного той же жидкостью, что и в резервуаре, где контролируют давление.
1 - уравнительный сосуд, 2 - контролируемый сосуд, 3 - дифманометр
Давление в одном сосуде постоянно т.к. Н0 постоянно, во втором – давление зависит от уровня в сосуде 2, поэтому показания зависят только от уровня в сосуде 2. Эта схема контролируемого давления в открытых резервуарах, изменение атмосферного давления не вызывает погрешности.
в) Электрические уровнемер По принципу действия делятся на емкостные (измерители и сигнализаторы уровня) и омические (сигнализаторы уровня)
Емкостные уровнемеры
1 - металлический корпус 2 - электрод (металлический стержень) 3 - защитная пленка 4 - измерительная схема
5 - вторичный прибор
Омические уравнемеры
Т – трансформатор К – реле
К1 включена в цепь вторичной обмотки трансформатора. В цепь контактов реле включена лампочка L. К3 катушки магнитного пускателя.
1- резервуар, 2- Блок электродов, 3-изолирующая колодка. Среда в резервуарах электропроводная =2.103См/м.
Принцип действия: при достижении уровня электродов жидкостью, цепь замыкается, реле срабатывает, загорается лампочка, включается К3 и выключается насос. Данные уровнемеры – сигнализаторы уровня. (ЭРСУ-М)
г) Радиоизотопные уровнемеры
Они применяются в закрытых резервуарах под давлением с жидкостями, сыпучими минералами.
Принцип действия основан на изменении интенсивности γ - излучения при прохождении через слой вещества толщиной x и плотностью ρ.
- коэффициент поглощения веществом γ – излучения. Источник излучения Со - 60, Сs - 137. ρ=const, x.
1 2
Рис.1 Рис.2 Рис.3
Пример 1: сигнализатор уровня
Пример 2: сигнализатор уровня x.
Пример 3: когда можно поместить ρ. в виде поплавка тоже измеритель уровня.
Датчики давления.