Измерение уровня сыпучих материалов имеет ряд особенностей:
- свободная поверхность не плоская и не параллельная плоскости земли,
- относительная подвижность частиц материала ограничена и поэтому могут образовываться конусы, полости,
- нельзя использовать приборы, основанные на законе Паскаля.
Поэтому для измерения уровня сыпучих материалов используют:
- Весовой метод,
- Ультразвуковой,
- Резонансный (струна).
Весовые уровнемеры сыпучего материала применяют в случаях, когда подвеска бункера не вызывает конструктивных осложнений. Весовой метод основан на взвешивании аппарата. При этом для обеспечения линейности статической характеристики сечение аппарата должно быть одинаковым по высоте. В качестве преобразователей в этом случае можно использовать различные весовые устройства. Так, в качестве преобразователя предельного уровня, если бункер покоится на опорных пружинах, можно применять конечные выключатели. При нагружении бункера происходят сжатие опорных пружин и линейное перемещение бункера по вертикали, что обеспечивает срабатывание конечных выключателей при наполнении и опорожнении бункера. В качестве преобразователей в весовых уровнемерах можно использовать динамометрические датчики и тензометры. В первом случае измеряют давление, передаваемое на опору бункера. Это давление является функцией степени наполнения бункера материалом. Во втором случае измеряют сопротивление проводника, пропорциональное уровню материала в бункере.
Рис. Весовой уровнемер с динамометрическим датчиком
Акустические уровнемеры сыпучих сред по принципу действия и устройству аналогичны акустическим уровнемерам жидких сред, но имеют большую мощность. Классы точности 1,0; 1,5. Минимальный диапазон измерений 0 – 2,5 м, максимальный 0 – 30 м. Контролируемая среда – гранулы диаметром 2 – 200 мм.
В резонансных уровнемерах резонансные колебания возбуждаются в отрезках длинной электрической линии. Этот отрезок длинной линии — первичный преобразователь — либо выполняется в виде отдельного конструктивного элемента, помещенного в резервуар, либо его роль могут выполнять конструктивные элементы технологической установки.
Рис. Схема преобразователя резонансного уровнемера
Обычно первичный преобразователь представляет собой тонкостенную металлическую трубу с боковыми отверстиями и соосно расположенным в ней металлическим стержнем. Применение резонансных уровнемеров основывается на шунтировании элементов преобразователя, т.е. уровень эквивалентен подвижной перемычке между трубой и стержнем преобразователя. При изменении уровня изменяется длина линии, что ведет к изменению резонансной частоты преобразователя. Например, при заполнении преобразователя уменьшается его длина и увеличивается резонансная частота. Эта зависимость является нелинейной.
