ТОП 10:

Датчики рівня: поплавцеві, мембранні, п’єзометричні, ємкісні, омічні, радіохвильові. Індуктивні датчики механічного переміщення. Датчики переміщення рейки паливних насосів дизеля.



Поплавковые датчики уровня. В поплавковых датчиках в качестве чувствительного элемента выступает поплавок. Уровень погружения поплавка и его подъемная сила для одной и той же жидкости остаются постоянными и зависят только от геометрических размеров поплавка.

Поплавковым датчикам свойственны следующие недостатки: наличие движущихся деталей; возможность коррозии тонких стенок поплавка, приводящей к его потоплению; трудности при передаче показаний.

Рис. 20.1. Поплавковый сигнализатор уровня с магнитоуправляемыми контактами

Показанный на рис поплавковый сигнализатор уровня с магнитоуправляемыми контактами (МУК) состоит из поплавка /, на котором находится кольцеобразный магнит 2, и трубы 3, внутри которой расположен МУК 4. Обычно предусмотрено несколько МУК, расположенных на разных уровнях. При перемещении поплавка вдоль трубы в зависимости от уровня жидкости происходит замыкание соответствующих МУК. Замыкание МУК приводит к подаче сигнала в систему контроля уровня жидкости. Подобные датчики находят применение в системах контроля уровня воды паровых котлов.

Рис. 20.2. Пневмоэлектрический датчик уровня

Для измерения давления на судах наиболее широко используются мембраны, перемещение которых, пропорциональное гидростатическому давлению, преобразуется в электрический сигнал. В качестве примера рассмотрен датчик уровня (рис. 20.2).

Датчик имеет две мембранные коробки 2, каждая из которых состоит из двух одинаковых мембран, соединенных но периферии. Мембранные коробки сообщаются между собой посредством капиллярной грубки 3. Под действием давления столба жидкости нижняя мембранная коробка сжимается, вследствие чего происходит выдавливание воздуха через капиллярную трубку в верхнюю мембранную коробку. Давление в этой коробке повышается, и она расширяется. Деформация мембранной коробки происходит до тех пор, пока давление воздуха не уравновешивается силой упругости мембран. К верхней мембранной коробке прикреплен якорь 1 дифференциально-трансформаторного преобразователя. При деформации коробки происходит перемещение якоря, поэтому выходное напряжение преобразователя определяется уровнем контролируемой жидкости. Верхняя мембранная коробка с дифференциально-трансформаторным преобразователем находится на значительном расстоянии от нижней коробки. Это обстоятельство позволяет использовать датчик для измерения уровня жидкости во взрывоопасных помещениях, например, в танках танкеров. На судах встречаются датчики уровня, в которых деформации мембраны под действием давления столба жидкости преобразуется непосредственно в электрический сигнал — при помощи потенциометрических или дифференциально-трансформаторных преобразователей.

Пьезометрические датчики уровня. Датчик уровня, в котором измерение гидростатического давления осуществляется посредством измерения давления в трубке, погруженной в резервуар с жидкостью (например, в танк), называют пьезометрическим. Также этот способ измерения называют пневматическим. Принципиальная схема такого датчика представлена на рис. 20.3.

Пьезометрическая трубка 1 размещается в танке с жидкостью. В трубку через дроссель 2, служащий для ограничения расхода воздуха, поступает воздух или инертный газ. При подаче воздуха давление в пьезометрической трубке повышается до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой h.

20.3. Пьезометраческий датчик уровня: h —контролируемое значение уровня

При равенстве давление. нижнего конца трубки начинает выходить воздух. Давление воздуха в пьезометрической трубке измеряет дифманометр 3. При неизменном удельном весе жидкости давление в пьезометрической трубке однозначно определяет измеряемый уровень. Давление, измеряемое дифманометром, преобразуется в токовый сигнал. Для стабилизации расхода воздуха в пьезометрических уровнемерах применяют регуляторы расхода.Подобный датчик измеряет уровень жидкости в диапазоне 1...30 м с погрешностью 0,5% полной шкалы. Расход воздуха составляет 5 л в час. Давление воздуха питания 1 МПа.

Поплавковые датчики рычажного типа. В качестве сигнализаторов уровня на судах находят применение поплавковые датчики рычажного типа. Принцип действия такого датчика понятен из рассмотрения рис. 20.4. Поплавок 1 закреплен на рычаге 2.

При перемещении поплавка рычаг воздействует на электрические контакты 3.

На рис. 20.4 показана конструкция одного из судовых рычажных датчиков — с постоянным магнитом. Датчик состоит из трех основных частей (рис. 20.5, а): поплавка 4, фланца 5 и контактной коробки 1. Рычаг 3 поплавка крепится к вилке 2 фланца 5.

При изменении уровня контролируемой жидкости поплавок поворачивается в вилке фланца. При помощи фланца происходит герметизация стенки танка (рис. 20.5, б).

Рис. 20.4. Поплавковый датчик рычаж ного типа

Рис. 20.5. Поплавковый рычажный датчик с постоянным магнитом

На конце рычага поплавка 4 находится постоянный магнит. Такой же постоянный магнит располагается вну три контактной коробки I. Поворот поплавка приводит к повороту постоянного магнита рычага и к соответствующему повороту постоянного магнита контактной коробки, что вызывает коммутацию ее контактов

Таким образом, рычажный поплавковый датчик позволяет контролировать заданные значения уровня жидкости.

Емкостные датчики уровня.В емкостных датчиках уровня наиболее часто применяются цилиндрические емкостные преобразователи.

Емкость между двумя электродами зависит от относительной диэлектрической проницаемости среды; значение диэлектрической проницаемости для всех диэлектриков больше единицы. Различные виды топлива представляют собой хорошие диэлектрики, относительная диэлектрическая проницаемость которых находится в пределах от 1,97 до 2,14. Относительная диэлектрическая проницаемость воды составляет 81. Следует отметить, что емкостные датчики могуг быть использованы и при измерении уровня электропроводящих жидкостей.

На рис. 20.6, а представлена схема емкостного датчика уровня, у которого в качестве электродов используются две трубы.

 

 

Рис. 20.6. Схема (а) и характеристика (б) емкостного цилиндрического датчика уровня: С0— емкость пустого танка; С'н — емкость заполненного танка

 

 

Емкостный датчик можно рассматривать как два параллельно включенных конденсатора с емкостями С1 и С2, где Сj — емкость между электродами на участке АБ (см. рис. 20.6, а), а С2 — емкость между электродами на участке БВ.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-08; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.233.221.149 (0.004 с.)