Разновидности уровнемеров для жидких и сыпучих сред

Преимущества гидростатических уровнемеров:

• Возможность обследование труднодоступных мест: труб, скважин и т.д.
• Большой диапазон измерения.
• При дополнительной комплектации датчиками возможна непрерывная регистрация нескольких параметров водной среды (температуры, плотности и т.д.).
• Отсутствие необходимости сложного технического обслуживания.
• Относительно высокая точность и средний ценовой сегмент.

Резисторный датчик уровня жидкости.

На автомобиле применяют несколько типов датчик уровня жидкости. Основным является датчик уровня жидкости, на показания которого постоянно обращается внимание это, конечно же, датчик уровня топлива. Это резисторный датчик уровня жидкости. Его принцип основан на изменении значения сопротивления в зависимости от уровня жидкости. Датчики старого образца выполнялись в виде намотанной на пластине проволоке большого удельного сопротивления. Современные датчики выполняются в виде пластины с нанесёнными на неё резистивными дорожками. Такая конструкция намного надёжнее и долговечнее, в отличие датчика с проволочным сопротивлением, за витки которого часто зацеплялся подвижный контакт. Так же такие датчики используются в других местах. На пример как датчик положения дроссельной заслонки.

Принцип работы гидростатических уровнемеров

Метод основан на измерении гидростатического давления, оказываемого жидкостью. На основании закона о пропорциональности между высотой столба жидкости и гидростатическим давлением: величина гидростатического давления Рг зависит от высоты столба жидкости h над измерительным прибором и от плотности этой жидкости Δ.

По способу монтажа разделяют фланцевые, врезные и погружные устройства.

• Врезные и фланцевые гидростатические уровнемеры: Манометром или датчиком давления, которые подключаются к резервуару на высоте, равной нижнему предельному значению уровня.
• Дифференциальным манометром, который подключается к резервуару на высоте, равной нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью.

Погружные гидростатические уровнемеры:

• Устройства с измерительной ячейкой, погружаемой в жидкость.

</li>

Врезные и фланцевые гидростатические уровнемеры

Рис. 1. Измерение уровня в резервуаре при помощи датчика избыточного давления

На рис. 1 приведена схема измерения уровня датчиком избыточного давления (манометром). Для этих целей может применяться датчик любого типа с соответствующими пределами измерений. При измерении уровня гидростатическим способом погрешности измерения определяются классом точности измерительного прибора, изменениями плотности жидкости и колебаниями атмосферного давления.

Если резервуар находится под избыточным давлением, то к гидростатическому давлению жидкости добавляется избыточное давление над ее поверхностью, которое данной измерительной схемой не учитывается. Поэтому такая схема измерения для таких случаев не подходит. В связи с этим, более универсальными являются схемы измерения уровня с использованием дифференциальных датчиков давления (дифманометров). С помощью дифференциальных датчиков давления можно также измерять уровень жидкости в открытых резервуарах, контролировать границу раздела жидкостей.

Рис. 2. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления

Схема измерения уровня жидкости в открытом резервуаре, находящемся под атмосферным давлением, представлена на рис. 2. Плюсовая камера дифманометра ДД через импульсную трубку соединена с резервуаром в его нижней точке, минусовая камера сообщается с атмосферой. В такой схеме устраняется погрешность, связанная с колебаниями атмосферного давления, т.к. результирующий перепад давления на дифманометре равен:

Читайте также:  13 распространенных причин неисправности электродвигателей

ΔР = (Рг + Ратм) – Ратм = Рг.

Такая измерительная схема может использоваться тогда, когда дифманометр расположен на одном уровне с нижней плоскостью резервуара. Если это условие соблюсти невозможно и дифманометр располагается ниже на высоту h1, то используют уравнительные сосуды (УС).

Схемы измерения уровня с уравнительными сосудами для резервуаров под атмосферным давлением представлены на рис. 3. Уравнительный сосуд используется для компенсации статического давления, создаваемого столбом жидкости h1 в импульсной трубке.

Рис. 3. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с использованием уравнительного сосуда: а – с нижним расположением уравнительного сосуда; б – с верхним расположением уравнительного сосуда

Для измерения уровня в резервуарах, находящихся под избыточным давлением Ризб, применяют измерительную схему, изображенную на рис. 4. Избыточное давление Ризб поступает в обе импульсные трубки дифманометра, поэтому измеряемый перепад давления ΔР можно представить в виде:

ΔР = ΔgHmax – Δgh, где: Δ — плотность жидкости, g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

При h = 0, ΔР = ΔРmax, а при h = Hmax , ΔР = 0.

То есть из уравнения следует, что шкала измерительного прибора уровнемера будет обращенной.

Рис. 4. Измерение уровня в закрытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с использованием уравнительного сосуда

Более современным аналогом дифманометров являются датчики гидростатического давления. Как и у дифманометров, у них имеются две измерительные камеры. Одна из камер выполнена в виде открытой мембраны, а вторая — в виде штуцера. Такие датчики всегда можно установить непосредственно у дна резервуара, поэтому отсутствует необходимость в импульсных трубках, а значит, и в необходимости компенсации высоты импульсной трубки.

Наиболее распространенные измерительные схемы с использованием гидростатического датчика давления представлены на рис.5. Схема в) используется для процессов, в которых неизбежно образование обильного конденсата и его накопление в трубе, соединяющей датчик с объемом над жидкостью.

Рис. 5. Измерение уровня в резервуарах при помощи датчика гидростатического давления: а – для открытых резервуаров; б – для закрытых резервуаров без уравнительного сосуда; в – для закрытых резервуаров с уравнительным сосудом

Погружные гидростатические уровнемеры

Погружные гидростатические уровнемеры имеют в своем составе измерительный элемент, расположенный на кабеле и погружаемый в жидкость. В отличие от врезных и фланцевых датчиков уровня, данные устройства не требуют доступ в нижней части емкости, что позволяет применять их в скважинах и колодцах.

Читайте также:  Характеристики и особенности конструкции провода ПВ 3 1х6

Тросовые и ультразвуковые варианты

Скважинный уровнемер может быть представлен разными вариантами. Чаще всего используют тросовые приборы. На рынке можно встретить несколько видов таких датчиков:

1. Лотовый. Конструкция напоминает лебедку, но на конце троса размещена лот-хлопушка. При соприкосновении детали с зеркалом воды подается характерный звук. Именно это является сигналом для снятия показаний. Строение лотовых приборов простое, при этом нет необходимости в использовании сети питания. Но сделать точные измерения могут помешать посторонние шумы, особенно если большая глубина скважины. Оптимальная глубина источника для измерения лотовым агрегатом должна составлять до 100 м.
2. Электроконтактный. Ролик устройства оборудован специальными зацепами для фиксации в верхней части колонны. Он используется для защиты троса от возможных повреждений. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии, контакт соприкасается с трубой с помощью шнура и зажима. Труба при этом – проводник. Трос не должен контактировать с краем обсадной колонны. Для работы агрегат держат за ручку и включают рычаг тормоза. Затем электрод с утяжелителем опускается в скважину. Когда прибор соприкасается с водой, то раздается характерный звук, а на катушке загорается лампочка. За разметкой на тросе можно снять показания.
3. Электроконтактный с термометром. Такое устройство устанавливает не только глубину скважины, но и температуру воды. В барабане находится дисплей, где указана температура.

В продаже можно найти комбинированные приборы. С их помощью определяют глубину гидротехнических скважин с трубами из полипропилена. Трос при этом имеет двойную жилу, хоть и относится к электроконтактным устройствам.

Читайте также:  Фуко vs Хомский: человеческая природа и формирование личности

Одним из наиболее популярных является тросовый уровнемер

Наиболее дорогим измерителем является ультразвуковой прибор. Для получения данных агрегат подключается к компьютеру или специальному аналогу, который прилаживается к устройству. Использовать ультразвуковой уровнемер разрешено только после специального обучения. Кроме основной функции, прибор может находить повреждения трубы и определять их сложность.

Благодаря расширенному функционалу ультразвуковые устройства широко используют при расконсервации гидротехнических строений. Также приборы незаменимы при обустройстве артезианских скважин.

Такие приборы не нуждаются в погружении в жидкость. Датчик устанавливают на устье скважины, и он посылает сигналы вниз, а затем данные отображаются на мониторе. Можно найти и агрегаты, которые обладают только функцией определения расстояния до воды.

Выбираем подходящую модель

Подведем итоги — гидростатические уровнемеры врезного и фланцевого типа подходят только в условиях возможности непосредственного контакта устройств с нижней частью емкости или резервуара. Погружные гидростатические датчики уровня позволяют решать задачи контроля жидких сред в труднодоступных местах. Также, в их конструкцию возможно внесение дополнительных опций (например, установка датчика температуры, датчика измерения плотности, адаптера сточных вод и т.д.).

Варианты исполнений гидростатических датчиков уровня также разделяются по типу измеряемых сред. Материалы и конструкция различаются для неагрессивных и агрессивных сред, пульпообразных веществ, густых и абразивных жидкостей.

По вопросам приобретения и подбора гидростатических уровнемеров Вам достаточно позвонить по телефону +7 (4812)209-311 или написать по электронной почте