Измерение уровня жидкости и сыпучих тел

 

Уровень рабочей среды играет важную роль не только для создания оптимальных условий технологического процесса, но и для тех случаев, когда поддержание определенного уровня связано с условиями безопасности.

Технические устройства, применяемые для измерения уровня жидкости и сыпучих материалов называются уровнемерами.

По характеру работы они могут быть непрерывного и прерывистого (релейного) действия.

Релейные уровнемеры срабатывают при достижении определенного уровня, поэтому их называют сигнализаторами уровня.

В зависимости от типа технологического процесса и используемых в нем сред применяют различные методы и приборы измерения уровня. В основном распространены следующие типы.

- визуальные средства измерения

- поплавковые уровнемеры

- буйковые уровнемеры

- гидростатические уровнемеры

- акустические и ультразвуковые уровнемеры.

- электрические уровнемеры

 

Визуальные средства измерения уровня

К визуальным средствам измерений уровня относятся:

- мерные линейные;

- рейки;

- рулетки;

- уровнемерные стекла.

 Принцип уровнемерных стекол основан на законе сообщающихся сосудов. Этот метод обладает достаточной высокой точностью, но но не имеет дистанционной передачи показаний.

Поплавковые уровнемеры

 

Этот тип приборов основан на перемещении поплавка вместе с уровнем среды. Это перемещение передается на показывающее устройство или преобразователь для создания выходного сигнала измерительной информации.

 

Буйковые уровнемеры

Буйковыминазываются уровнемеры, основанные на законе Архимеда: зависимости выталкивающей силы, действующей на буек, от уровня жидкости.

Чувствительный элемент - цилиндрический буек с плотностью большей, чем плотность жидкости частично погружён в нее. Буек закреплен на упругой подвеске, например, пружине. Поскольку сила Архимеда F_A = ρ gV линейно зависит от объема погруженной части буйка V, то при неизменной плотности ρ статическая характеристика буйкового уровнемера будет линейной (g – ускорение свободного падения). Величина деформации упругого элемента преобразуется с помощью унифицированных преобразователей в сигнал измерительной информации, например в токовый (4-20мА).

 

 

Гидростатические уровнемеры

Такие приборы построены на принципе измерения давления Р, создаваемого столбом H жидкости с плотностью ρ по показаниям манометра

P = ρ gH,

       При данном способе измерения возможны различные схемы:

1) манометр М устанавливают и подключают к емкости на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня. Этот метод приемлем только для резервуаров в атмосферном давлении.

 

2) используют дифманометр М, установленный и подключенный к емкости на высоте нижнего предельного значения, а другое колено дифманометра соединяют с верхней частью емкости. Этот метод применим для ёмкостей под давлением.

 

3) если дифманометр М установлен не на нижнем предельном уровне, то необходимо применять уравнительный сосуд.