Pridėti svetainę prie žymių

Lygio matavimo prietaisų ir keitiklių tipai

Pastovaus tankio skysčio lygiui matuoti naudojami hidrostatiniai ir išstumiamieji lygio matuokliai bei lygio keitikliai.

Hidrostatinių lygio matuoklių veikimo principas pagrįstas slėgio matavimu skysčio viduje, kuris nustatomas pagal skysčio stulpelio, esančio tarp matavimo taško ir bake esančio skysčio paviršiaus, masę.

Jei indas atidarytas ir skystis, kurio lygis matuojamas, nėra agresyvus, tada kaip matavimo prietaisas naudojami manometrai (su talpos aukščiu
ne žemesnis kaip 4 m) arba manometrai (kai bako aukštis mažesnis nei 4 m), sumontuoti šalia rezervuaro dugno.

Prietaiso rodomas slėgis, esant pastoviam skysčio tankiui, bus proporcingas skysčio lygiui.

Agresyvių skysčių, kurių kontaktas su jautriu elementu neleidžiamas, lygiui matuoti, jie atskiriami suspausto oro arba dujų srautu, kuris tiekiamas į jungiamąją liniją. Tokiu atveju jautrus manometro elementas nesilies su skysčiu, kurio lygis matuojamas.

Ryžiai. vienas grandinės schema hidrostatinis lygio matavimas: 1 - vamzdis, 2 - redukcinis imitacinis vožtuvas, 3 - vožtuvas, 4 - stiklas, 5 - manometras

Pagal šį principą pastatytas hidrostatinis lygio keitiklis yra vamzdis 1 (1 pav.), į kurią iš slėgio mažinimo vožtuvo 2 per vožtuvą 3 ir stiklas 4 tiekti suslėgtą orą. Su nedideliu oro srautu, kuris reguliuojamas vožtuvu pagal oro burbuliukų skaičių stikle 4 per laiko vienetą, manometru matuojamas slėgis 5 bus lygus skysčio kolonėlės hidrostatiniam slėgiui tarp vamzdelio galo ir skysčio paviršiaus. Jei skysčio tankis yra pastovus, manometro rodmuo bus proporcingas skysčio lygiui.

Lygis bake, kuriame yra slėgis p ir, matuojamas slėgio skirtumo matuokliu. Slėgio kritimas (2 pav a)p = (p ir +p d) y., lygus skysčio hidrostatiniam slėgiui.

Ryžiai. 2 Diferencinis nivelyras su tiesiogine (a) ir atvirkštine (b) skale: 1, 2 - mėginių ėmimas, 3 - išlyginimo indas

pasirinkimai 1 ir 2 (2 pav a) rezervuaro viršuje ir apačioje sumontuotas diferencinio slėgio matuoklis, išlyginamasis indas 3 - atrankos lygiu 2 ir supilkite į jį išmatuotą skystį. Indas yra prijungtas prie mėginių ėmimo 1. Jei kondensuojasi garai arba dujos yra virš skysčio paviršiaus, lygio indas 3 (2 pav b) nustatytas 1 mėginių ėmimo lygiu ir prijungtas prie jo. Kai inde kondensuojasi garai ar dujos, lygis jame išlieka pastovus, nes kondensato perteklius per jungiamąją liniją ir atranką nuleidžiamas į indą. 1. Kai indas yra viršuje, nulinis slėgio kritimas atitinka didžiausią išmatuoto lygio vertę, o diferencinio slėgio matuoklio skalė bus atvirkštinė. Agresyvaus skysčio lygiui išmatuoti abiejuose vamzdeliuose esant tokiam pačiam slėgiui (didelis R i) ir suslėgtas oras pučiamas tokiu pat srautu.

Ryžiai. 3 Išstūmimo lygio keitiklio schema: 1 - kamera, 2 - atšaka, 3,5 - svirtys, 4 - membrana, 6 - svarmenys, 7 - atrama, 8 - nulinis korektorius

Išstūmimo lygio keitikliai naudojami tiksliai išmatuoti skysčio lygį induose, kurių slėgis iki 40 MPa. Jie yra kameriniai ir be vamzdžių. AT kamera kameros lygio keitikliai 1 (3 pav.) purkštukai 2 prijungtas prie indo, kuriame matuojamas lygis. Kameroje ant svirties 3 pakabinamas plūduras. Per plieninę lanksčią membraną 4 svirtis išimama iš kameros.

Pagal Archimedo dėsnį, panardinus į skystį, išstumiamąjį veiks plūdrumo jėga, lygi skysčio, išstumto panardintos išstumiklio dalies, svoriui. Didžiausia jėga, veikianti iš poslinkio šono į svirtį 3 , bus nesant skysčio kameroje (nulinis lygis), minimumas – kai išstūmėjas visiškai panardinamas. Sukurta akimirka matuojamos jėgos ir pagal ją galima spręsti apie skysčio lygio vertę. Keitiklio matavimo diapazonas nustatomas pagal plūdės ilgį ir kameros aukštį ant bako. Kadangi skirtingų matavimo diapazonų keitikliai turi skirtingą masę, pradinei jėgai kompensuoti yra numatyta svirtis. 5 su atsvara 6, kuri gali judėti šia svirtimi 3.

Bekameriuose lygio siųstuvuose plūdė dedama tiesiai į indą, kuriame matuojamas lygis. Jei matuojamo skysčio tankis pasikeičia iš anksto nustatytu momentu ir tam tikrą laiką, prietaisų skalės pakeičiamos ir rodmenys koreguojami.

Neįmanoma išmatuoti skysčio, kurio tankio pokytis yra atsitiktinis, lygio turimais instrumentais.

Kintamo tankio skysčio lygiui, taip pat birių medžiagų lygiui matuoti naudojami talpiniai lygio keitikliai. Talpinių lygio keitiklių veikimas pagrįstas elektrodų sistemos talpos pokyčiu, kai pasikeičia išmatuotas lygis. Į indą, kuriame matuojamas lygis, vertikaliai panardinamas izoliuotas elektrodas (pavyzdžiui, kabelis ant izoliatorių). Matavimo prietaisas matuoja kondensatoriaus, kurio plokštės yra izoliuotas elektrodas ir indo korpusas (žemė), talpą. Keičiantis lygiui, keičiasi kondensatoriaus talpa, nes keičiasi terpės tarp plokščių dielektrinė konstanta. Jei elektrodas dedamas ne vertikaliai, o horizontaliai, tai talpos pokytis įvyks staigiai, staigiai, nes skysta arba granuliuota terpė elektrodą pasieks vienu metu per visą paviršių. Staigų talpos pasikeitimą gali aptikti signalizacijos įtaisas.

Praktinis darbas Nr.2

Tema: lygio matuoklių veikimo principo tyrimas.

Tikslas: ištirti lygio matuoklių veikimo principą.

Teorinė dalis:

Lygio matuoklis – prietaisas, skirtas nustatyti turinio lygį atvirose ir uždarose talpyklose, saugyklose ir pan. Turinys susijęs su įvairių tipų skysčiais, įskaitant dujas formuojančius, taip pat birius ir kitas medžiagas. Lygio matuokliai taip pat vadinami lygio jutikliais / signalizacijos įtaisais, lygio keitikliais. Pagrindinis skirtumas tarp lygio matuoklio ir lygio detektoriaus yra galimybė matuoti lygio gradacijas, o ne tik jo ribines vertes.

Yra keletas skysčio lygio matavimo metodų, kurie turi savo technologines galimybes, yra pagrįsti įvairiais fiziniais veikimo principais ir turi nemažai privalumų ir trūkumų. Skysčių lygio matuokliai pagal veikimo principą skirstomi į mechaninius, hidrostatinius, elektrinius, akustinius, radioaktyvius.

Šiuo metu yra šie skysčio lygio matavimo prietaisai:

Vizualinis;

Plūdė, kurioje lygiui matuoti naudojama plūdė ar kitas skysčio paviršiuje esantis kūnas;

Displacers, kuriuose lygiui matuoti naudojamas masyvus korpusas (displacer), iš dalies panardintas į skystį;

Hidrostatinis, pagrįstas skysčio kolonėlės hidrostatinio slėgio matavimu;

Elektrinis, kuriame elektrinių parametrų reikšmės priklauso nuo skysčio lygio;

Ultragarsinis, pagrįstas atspindžio nuo garso bangų paviršiaus principu;

Radaras ir bangolaidis, pagrįsti aukšto dažnio signalo (SHF) paviršiaus atspindžio principu;

Radioizotopas, pagrįstas branduolinės spinduliuotės srauto intensyvumo panaudojimu, priklausomai nuo skysčio lygio.

Be lygio matuoklių klasifikavimo pagal veikimo principą, šie įrenginiai skirstomi į:

Prietaisai nuolatiniam lygio stebėjimui (nuolatiniam matavimui);

Įtaisai, skirti signalizuoti lygio ribines vertes (diskretus valdymas).

Nuolatinio stebėjimo prietaisai apima - lygio indikatorius, lygio keitiklius, skysčio lygio indikatorius.

Lygio ribinių signalų įtaisai apima - lygio detektorius, lygio jungiklius, lygio jungiklius, ribinio lygio jutiklius. Panagrinėkime kiekvieno lygio matuoklių tipą, atsižvelgdami į jų veikimo principą, taikymo sritį ir privalumus bei trūkumus.

Vizualiniai lygio matuokliai

Paprasčiausias lygio matuoklis (vizualinis) yra matuoklio stiklas, kuris naudoja indų susisiekimo principą ir skirtas tiesiogiai stebėti skysčio lygį uždarame inde. Indekso stiklas yra prijungtas prie indo apatiniu galu (atviriems indams) arba abiem galais (indams su pertekliniu slėgiu arba vakuumu). Stebint skysčio lygio padėtį stikliniame vamzdyje galima spręsti apie lygio pokytį inde. Stiklai sukomplektuojami su vožtuvais arba čiaupais, kad būtų atjungiami nuo indo ir išvaloma sistema.

Nerekomenduojama naudoti nukreipiamųjų stiklų, kurių ilgis didesnis nei 0,5 m, todėl, kontroliuojant lygį, kuris keičiasi daugiau nei 0,5 m, įrengiami keli stiklai taip, kad ankstesnio stiklo viršus perdengtų kito apačią. vienas.

Šiuo metu vandens matuoklio stiklai naudojami įmonėse, kuriose naudojami garo įrenginiai (pavyzdžiui, katilinėse, kompresorinėse, šilumos stotyse ir kt.).

Plūdinis ir poslinkio lygio matuokliai

Plūdės ir plūduro lygio matuokliai yra mechaniniai.

Plūdinis – lygio matuokliai su jautriu elementu (plūde), tada matavimas vyksta įvertinant objekto padėtį skysčio paviršiuje dviejų matavimo taškų atžvilgiu.

Poslinkio lygio matuokliai, kurių veikimo principas pagrįstas išstumtuvą veikiančios plūdrumo jėgos matavimu (Archimedo principas). Apie plūdės arba poslinkio judėjimą per mechanines jungtis arba nuotolinę (elektrinę ar pneumatinę) perdavimo sistemą pranešama prietaiso matavimo sistemai.

1 - plūdė, 2 - plūduriuojantis lankstus trosas, 3 - apkrova, 4 - skalė.

Ryžiai. 2. Plaukiojantys lygio matuokliai

Plūdiniai matuokliai skirstomi į siaurus ir plataus diapazono ekvalaizerius.

Siauro diapazono plūdės yra įtaisai, kuriuose yra iš nerūdijančio plieno pagaminta sferinė plūdė, kuri plūduriuoja skysčio paviršiuje ir per strypą bei specialų sandariklį yra sujungta arba su matavimo prietaiso rodykle, arba su kampinių poslinkių keitikliu į vieningą elektrinį arba pneumatinis signalas.

Plataus asortimento plūdės jie yra plūdė, sujungta su atsvaru lanksčiu kabeliu; apatinėje atsvaro dalyje pritvirtinta rodyklė, nurodanti skysčio lygio bake reikšmes.

Svarbi būdinga plūdinių lygio matuoklių savybė yra didelė prietaiso skiriamoji geba (0,1 mm) ir matavimo tikslumas – 1 mm.

Plūdinio lygio matavimo metodo taikymo sritis yra labai plati. Jis negali būti naudojamas tik terpėse, kurios formuoja lipnumą, taip pat nuosėdas ant plūdės.

Tipiškas plūduriuojančių lygio matuoklių pritaikymas yra kuro, alyvos, lengvųjų naftos produktų lygio matavimas santykinai mažose talpyklose ir rezervuaruose. Plūdinis metodas gali būti sėkmingai naudojamas esant putojantiems skysčiams, o lipnioms terpėms yra vibruojantys plūduriuojantys skysčio lygio indikatoriai.

Išvada: atlikdamas šį darbą susipažinau su lygio matuoklių veikimo principu.

Hidrostatiniai lygio matuokliai

Lygio matavimas hidrostatiniais lygio matuokliais pagrįstas skysčio kolonėlės slėgio rezervuare subalansavimu su skysčio kolonėlės, kuri užpildo matavimo prietaisą, slėgiu arba prietaiso spyruoklinio mechanizmo reakcija.

Ryžiai. 3. Lygio matuoklis-slėgio matuoklis su vamzdine spyruokle

Hidrostatinio slėgio matavimas atliekamas:

viršslėgio jutiklis (manometras), prijungtas aukštyje, atitinkančiame apatinę ribinę lygio vertę;

slėgio perkryčio matuoklis, prijungtas prie bako aukštyje, atitinkančiame apatinę ribinę lygio vertę, ir prie dujų erdvės virš skysčio;

dujų (oro), pumpuojamų per vamzdį, nuleistą į rezervuarą užpildantį skystį fiksuotu atstumu, slėgio matavimas (pjezometrinis metodas).

Plačiausiai naudojami lygio matavimo prietaisai, naudojantys diferencinio slėgio jutiklius (diferencialinius slėgio matuoklius). Šios grandinės sėkmingai naudojamos skysčio lygiui matuoti technologiniuose įrenginiuose esant slėgiui.

Pagal konstrukciją hidrostatiniai jutikliai skirstomi į du tipus: stacionarūs (membraniniai) arba panardinami (varpas). Pirmuoju atveju jutiklis yra prijungtas prie membranos, o įrenginys sumontuotas bako apačioje. Panardinamojo jutiklio atveju jautrus elementas panardinamas į darbinę terpę ir perduoda skysčio slėgį jutikliui per tiekimo vamzdyje sandarią oro kolonėlę.

Paprastai hidrostatiniai lygio matuokliai naudojami homogeniniams skysčiams talpyklose, kai darbinė terpė nejuda reikšmingai, taip pat pastoms ir klampiams skysčiams. Diferencinio slėgio jutiklių pagalba taip pat galima išmatuoti skysčio lygį atvirose talpyklose, skysčių atskyrimo lygį.

Šių lygio matuoklių pranašumai yra dizaino paprastumas ir maža kaina. Tačiau hidrostatinio skysčio lygio indikatoriai turi didelių trūkumų – palyginti žemą (lyginant su kitais metodais) matavimo tikslumą ir ribotą pritaikymą dėl to, kad montuojant įrenginį rezervuaro apačioje reikalingas pastovus terpės tankis.

Elektriniai lygio matuokliai

Elektriniuose lygio matuokliuose skysčio lygis paverčiamas tam tikru elektriniu signalu. Elektriniai ekvalaizeriai yra talpiniai ir konduktometriniai.

Talpiniuose lygio matuokliuose jautrus elementas yra keitiklis – kondensatorius, kurio talpa kinta proporcingai skysčio lygio pokyčiui. Keitikliai yra pagaminti iš cilindrinių ir plokščių tipų, taip pat standaus strypo formos. Matuojant agresyvių, bet nelaidžių skysčių lygį, keitiklio plokštės gaminamos iš chemiškai atsparių lydinių arba padengiamos plona antikorozine plėvele. Plokščių padengimas plonomis plėvelėmis taip pat naudojamas matuojant elektrai laidžių skysčių lygį.

Konduktometrinio (ominio) skysčio lygio indikatoriaus veikimas pagrįstas varžos tarp elektrodų, įdėtų į matuojamą terpę, matavimu (vienas iš elektrodų gali būti bako ar aparato sienelė). Prietaisas yra elektromagnetinė relė, prijungta prie grandinės tarp elektrodo ir valdomos medžiagos.

Atsparumo lygio matuokliai naudojami išskirtinai elektrai laidžių skysčių lygiui signalizuoti ir palaikyti rezervuaruose, katiluose, talpyklose ar atviruose kanaluose, taip pat valdyti siurblius drenuose, vandens įrenginiuose ir rezervuaruose.

Ultragarsinis lygio matuoklis

Akustiniuose arba ultragarsiniuose lygio matuokliuose naudojamas ultragarsinių virpesių atspindžio iš valdomos terpės (skysčio) ir dujų sąsajos reiškinys. Šie prietaisai skiriasi matavimo diapazonais, jutiklių versijomis ir turi skirtingas proceso jungtis.

Prietaisas susideda iš elektroninis blokas(EB), pjezoelektrinis spinduolis (keitiklis) ir antrinis įtaisas.

Elektroninį bloką sudaro generatorius, nustatantis impulsų pasikartojimo dažnį, impulsų generatorius, siunčiamas į išmatuotą terpę, priėmimo stiprintuvas ir laiko matuoklis. Elektros impulsas, paverstas spinduolyje ultragarsu, sklinda dujinėje terpėje, atsispindi nuo skysčio-oro sąsajos ir grįžta atgal, po kurio laiko veikdamas tą patį emiterį. Tada jis paverčiamas elektriniu signalu. Abu impulsai: ir siunčiami, ir atspindėti, atskirti laike, ateina į stiprintuvą.

Terpės savybės neturi įtakos ultragarso metodu gauto matavimo tikslumui, todėl agresyvių, abrazyvinių, klampių ir lipnių medžiagų lygį galima išmatuoti ultragarsiniu lygio matuokliu. Tačiau reikia atsiminti, kad ultragarso sklidimo greičiui įtakos turi oro temperatūra jo veikimo aplinkoje. Ultragarso greitis taip pat priklauso nuo oro sudėties ir jo drėgmės.

Neabejotini akustinių skysčio lygio indikatorių naudojimo pranašumai: bekontaktis, galimybė naudoti užterštoje aplinkoje, taip pat įvairių tipų skysčiuose, aukštų įrangos atsparumo dilimui ir stiprumo reikalavimų nebuvimas, nepriklausomumas nuo tankio. skysčio.

Tačiau yra ir trūkumų, į kuriuos turėtumėte atkreipti dėmesį: didelis spinduliuotės kūgio nukrypimas, matavimo klaidų galimybė atsispindėjus nuo nestacionarių kliūčių (pavyzdžiui, maišytuvų), gali būti naudojamas tik rezervuaruose su normaliu atmosferos slėgiu ( kuris riboja taikymo sritį), signalas yra dulkių, garų, dujų mišinių ir ant paviršiaus susidarančių putų įtaka.

Radaro lygio matuokliai.

Šiuo metu yra daug skirtingų lygio matavimo metodų, kurie leidžia gauti informacijos tiek apie ribines, tiek apie esamas reikšmes. Tačiau nelabai daug jų gali būti įgyvendinta pramonines sistemas. Kai kurie įgyvendinami metodai yra unikalūs ir jų panaudojimo atvejus galima suskaičiuoti ant vienos rankos, kiti yra daug universalesni ir todėl plačiai naudojami. Tačiau yra ir būdų, kurie sėkmingai derina ir unikalumą, ir universalumą. Būtent jiems priklauso mikrobangų nekontaktinis metodas, šnekamojoje kalboje vadinamas radaru.

Šiuolaikinėje gamyboje dažniausiai naudojamas radaro lygio matuoklis. Jo veikimo principas pagrįstas pakartotinio atspindžio laiko matavimu nuo sąsajos tarp dujų ir kontroliuojamos aukšto dažnio radijo bangų terpės.

Apdorojimo rezultatas yra vieno ar kito objekto parametro reikšmė: diapazonas, greitis, judėjimo kryptis ar kt. Radaro lygio siųstuvai naudoja mikrobangų signalus, kurių nešiklio dažnis svyruoja nuo 5,8 iki 26 GHz.

Šiuo metu radaro lygio valdymo sistemose daugiausia naudojamos dvi technologijos: dažnio moduliacinė nuolatinė banga (FMCW) ir impulsinio signalo emisija.

FMCW technologija pagrįsta netiesioginio atstumo matavimo metodo įgyvendinimu. Siųstuvas skleidžia mikrobangų signalą, kurio dažnis nuolat tiesiškai kinta tarp dviejų verčių. Atsispindintį nuo skysčio paviršiaus signalą priima ta pati antena ir analizuoja programinė įranga. Jo dažnis lyginamas su tam tikru metu skleidžiamo signalo dažniu. Dažnio skirtumo reikšmė yra tiesiogiai proporcinga atstumui iki valdomo objekto.

Tačiau impulsinio tipo radaruose naudojamas atstumo nustatymo metodas, pagrįstas tiesioginiu laiko, per kurį mikrobangų impulsas nukeliauja nuo emiterio iki skysčio paviršiaus ir atgal, matavimu. Laikas, per kurį signalas nukeliauja kelių metrų atstumą, yra kelios nanosekundės, todėl norint tiksliai išmatuoti tokias mažas vertes, reikia specialių signalo apdorojimo metodų. Norint išspręsti šią problemą, naudojamas mikrobangų impulso pavertimas ultragarso signalu. Dėl konversijos grandinės, kurios naudojamos akustiniuose skysčio lygio indikatoriuose, lengvai pritaikomos radaro lygio matuoklio signalų apdorojimui.

Palyginus dviejų tipų mikrobangų lygio indikatorių charakteristikas, matyti, kad impulsinio tipo radariniai lygio siųstuvai turi keletą pranašumų prieš FMCW technologiją naudojančius įrenginius: energijos vartojimo efektyvumas, mažesnė kaina, didesnis patikimumas (dėl mažiau komponentų).

Antenos dydis ir tipas yra svarbiausi radaro lygio siųstuvo elementai, turintys įtakos signalo generavimui. Nuo antenos priklauso, kokia skleidžiamo signalo dalis pasieks valdomos aplinkos paviršių ir kokia atspindėto signalo dalis bus priimta ir perduota apdoroti į elektroninį bloką. Mikrobangų lygio valdymo sistemose naudojamos penkių tipų antenos: raginės (arba kūginės); strypas; vamzdinis; parabolinis; plokštuminis.

Pats universaliausias yra ragas. Šio tipo antena gali būti naudojama didelės talpos, naudojama įvairiomis (taip pat ir sunkiomis) sąlygomis, suteikia matavimus iki 35...40 m (ramaus paviršiaus sąlygomis), leidžia dirbti su įvairiausiomis laikmenomis dielektrinės konstantos požiūriu.

Strypo antena taip pat plačiai naudojama. Radariniai lygio siųstuvai su tokio tipo antena naudojami mažose talpyklose: agresyviose terpėse, cheminėse medžiagose, higienos prekėse. Strypo antena taip pat taikoma tuo atveju, kai prieigą prie bako riboja mažas atšakos vamzdžio dydis. Antena padengta apsauginės izoliacijos sluoksniu, atlieka matavimus iki 20 m atstumu.

Vamzdinė antena yra permontuotas, pailgas bangolaidis, todėl jis leidžia išleisti stipriausią signalą sumažinant sklaidą. Tokios antenos naudojamos tais atvejais, kai matavimai su ragine ar strypine antena yra labai sunkūs arba tiesiog neįmanomi (putos, stiprus garavimas ar didelė skysčio turbulencija).

Komercinėse matavimo sistemose naudojamos parabolinės ir plokštumos antenos, nes jos užtikrina ypač didelį matavimo tikslumą.

Šiandien radiolokaciniai lygio siųstuvai yra patys universaliausi, nes jų veikimas užtikrina minimalų kontaktą matavimo prietaisas esant kontroliuojamai aplinkai, jie gali veikti nepriklausomai nuo temperatūros ir slėgio pokyčių (be to, radiolokaciniai skysčio lygio indikatoriai taikomi tokiomis sąlygomis, kai negalima naudoti kitų metodų).

Radariniai lygio matuokliai yra labai atsparūs tokiems veiksniams kaip dulkės, garavimas nuo kontroliuojamo paviršiaus, putojimas ir pasižymi didžiausiu tikslumu. Tačiau radaro metodo trūkumas yra didelė tokių prietaisų kaina.

Valdomi bangų lygio matuokliai

Valdomųjų bangų lygio siųstuvai naudojami mažose ir siaurose talpyklose, nes radijo impulsai yra nukreipiami palei zondą, o ne laisvai sklinda per rezervuarą. Jei reikia, nuimama jutiklio galvutė leidžia pakeisti elektronikos modulį nepažeidžiant bako sandarumo, o tai gali būti svarbu matuojant suskystintų dujų ir amoniako lygį.

Valdomos bangos lygio siųstuvas susideda iš šių pagrindinių elementų: korpuso, elektronikos modulio, flanšinės arba srieginės jungties su rezervuaru ir zondo. Siųstuvo korpusą, kurį sudaro du nepriklausomi skyriai (elektronikos skyrius ir kabelių gnybtų skyrius), galima išimti iš zondo neatidarant rezervuaro. Be to, šios konstrukcijos korpusas padidina lygio matuoklio patikimumą ir saugumą, kai jis naudojamas pavojingose ​​pramonės šakose. Elektroninis modulis skleidžia elektromagnetinius impulsus, kurie sklinda per zondą, apdoroja atspindėtą (gautą) signalą ir išveda informaciją analoginio arba skaitmeninio signalo pavidalu į įmontuotą skystųjų kristalų ekraną arba matavimo sistemą.

Priklausomai nuo gamybos proceso sąlygų ir matuojamos terpės savybių, naudojamas vienas iš penkių tipų zondų: bendraašis, standus dvigubas strypas, standus viengubas, lankstus dvilaidis ir lankstus vienlaidis.

Koaksialinis zondas naudojamas, kai reikia išmatuoti išorinio paviršiaus lygį ir sąsajos tarp dviejų skysčių, pavyzdžiui, tirpiklių, alkoholių, vandeninių tirpalų, suskystintų dujų ir skysto amoniako, lygį. Šis zondas užtikrina didžiausią signalo ir triukšmo santykį. Rekomenduojamas mažos dielektrinės konstantos skysčių lygio matavimui, esant turbulentinėms sąlygoms, kai šalia zondo teka putos, skystis ar garai, nes bendraašis zondo apvalkalas veikia kaip stabdymo šulinys.

Skysčių (naftos produktų, tirpiklių, vandeninių tirpalų ir kt.) lygiui matuoti rekomenduojami dviejų strypų standūs arba dviejų laidų lankstūs zondai. Galimas pritaikymas skysčių aplinkos lygiui ir sekcijai matuoti. Galima naudoti su klampesniais skysčiais nei rekomenduojama bendraašiam zondui. Tačiau nenaudokite jo, kai yra lipnių laikmenų.

Vieno strypo standūs arba vieno švino lankstūs zondai yra mažiau jautrūs kaupimuisi ir kaupimuisi. Jie gali būti naudojami klampiems skysčiams, srutoms, vandeniniams tirpalams ir alkoholiniams gėrimams gaminti, taip pat gali būti naudojami farmacijos pramonėje. Jie naudojami klampių skysčių, tokių kaip sirupas, medus ir kt., bei vandeninių tirpalų lygiui matuoti.

Radioizotopų lygio matuokliai

Lygio matuokliai su radioizotopų skleidėjais skirstomi į dvi grupes:

su sekimo sistema, nuolatiniam lygio matavimui;

lygio nuokrypio nuo nustatytos reikšmės signalizacijos įtaisai (indikatoriai).

Tokių prietaisų veikimo principas pagrįstas gama spindulių, praeinančių per bake esančią medžiagą, sugerties laipsniu, viršijančiu arba žemiau dviejų skirtingo tankio terpių atskyrimo lygio. Spinduliuotės imtuvas ir skleidėjas per visą bako aukštį juda specialiomis juostomis reversinio elektros variklio pagalba. Prietaiso komplektas susideda iš trijų blokų: keitiklio, kuriame yra spinduliuotės šaltinis ir imtuvas; elektroninis blokas; rodantis prietaisas.

Patartina naudoti prietaisus su radioizotopų skleidėjais, kai kiti matavimo metodai netinka, nes šis metodas yra pavojingas radiacijai ir reikalauja papildomos saugos įrangos personalui.

Kaip matome, renkantis lygio matuoklį, būtina atsižvelgti į tokias fizines ir chemines valdomos terpės savybes kaip temperatūra, abrazyvinės savybės, klampumas, elektrinis laidumas, cheminis agresyvumas ir kt. Be to, reikia atsižvelgti į eksploatavimo sąlygas rezervuare ar aplink jį: slėgį, vakuumą, šildymą, aušinimą, užpildymo ar ištuštinimo būdą (pneumatinį ar mechaninį), maišytuvą, degumą, sprogimą, putojimą ir kt.

Kiekviena pramonė turi savo metodus ir įrenginius. Susipažinę su įvairių ekvalaizerių įrenginiu ir veikimo sąlygomis, galite pasirinkti vieną ar kitą skysčio lygio matavimo būdą. Taip pat verta atsižvelgti į įrenginių patikimumą, kokybę ir kainą.

Lygio matuoklis – prietaisas turinio lygiui nustatyti uždarose ir atvirose talpyklose, induose, saugyklose ir kitose talpyklose. Turinys susijęs su įvairių tipų skysčiais, įskaitant dujas formuojančius, taip pat birius ir kitas medžiagas. Lygio matuokliai taip pat vadinami lygio jutikliais / signalizacijos įtaisais, lygio keitikliais. Pagrindinis skirtumas tarp lygio matuoklio ir lygio detektoriaus yra galimybė matuoti lygio gradacijas, o ne tik jo ribines vertes.

Yra įvairių lygių matavimo būdų – kontaktinio ir nekontaktinio.

Lygio matuokliai su kontaktiniais lygio matavimo metodais:

- bangolaidžio (stiebo) lygio matuoklis;

- plūdinis lygio matuoklis;

- talpinis lygio matuoklis;

- hidrostatinis lygio matuoklis;

- plūduro lygio matuoklis.

Lygio siųstuvai su nekontaktiniais lygio matavimo metodais:

- garso lygio matuokliai;

- lygio matuokliai, zonduojantys elektromagnetine spinduliuote;

- lygio matuokliai, spinduliuotės zondavimas.

Strypo lygio matuoklis naudoja mikroimpulsinio lygio matavimo metodą. Strypų matuoklis yra patikimas sprendimas nuolatiniam matavimui net esant neramioms ir putotoms sąlygoms. Strypo lygio matuoklio konstrukcijos ypatybės yra tokios, kad matavimo tikslumui įtakos neturi aplinkos drėgmė, dulkės, garų slėgis, tankis, temperatūra, gaminio laidumas ir rezervuaro vidinės konstrukcijos. Priklausomai nuo strypo lygio matuoklio modelio ir versijos, galima išmatuoti bendrą ir sąsajų lygius.

Strypo mikroimpulsinis lygio matuoklis veikia aukšto dažnio elektromagnetiniais impulsais, praeinančiais per visą matavimo zondo ilgį. Kai tik impulsas pasiekia gaminio paviršių, impedansas pasikeičia ir dalis impulso energijos atsispindi. Prietaisas matuoja ir analizuoja laiką nuo atsispindėjusio impulso išleidimo iki gavimo ir, remiantis tuo, tiesioginė prasmė lygiu nuo proceso jungties iki gaminio paviršiaus.

Skysčio lygio matuokliai

Skysčių lygio matuokliai skirti nuolatiniam skysčių lygio stebėjimui. Skysčio lygio matuokliai taip pat vadinami skysčio lygio keitikliais. Skysčio lygio matuoklio išvestyje susidaro arba analoginis signalas, proporcingas skysčio lygiui, arba skaitmeninis signalas pramoninių ryšių tinklų formatu. Skysčio lygio matuokliai gali naudoti kontaktinį matavimo metodą, kai jautrus lygio matuoklio elementas liečiasi su skysčiu arba bekontaktis, tada nėra tiesioginio skysčio lygio matuoklio dalių kontakto su matuojamu skysčiu.

Susisiekite su skysčio lygio matuokliais

Nekontaktiniai skysčio lygio matuokliai

Ultragarsiniai lygio matuokliai- bekontakčiai nuolatiniai lygio jutikliai. Naudokite ultragarso virpesių atspindžio reiškinį nuo sąsajos dujų - kietos. Elektroninis ultragarsinio lygio matuoklio blokas matuoja skleidžiamo ultragarso impulso perdavimo iš jutiklio į sąsają tarp laikmenos ir atgal laiką. Kuo aukštesnis medžiagos lygis rezervuare ar silose, tuo trumpesnis laikas, per kurį impulsas nukeliauja nuo jutiklio iki medžiagos ir atgal. Kadangi garso sklidimo ore greitis yra 331 m/s, o išmatuoti lygiai neviršija 70 metrų, todėl lygio matavimas gali būti atliekamas kas sekundę. Dėl šios priežasties ultragarsiniai jutikliai tiksliai atlieka nuolatinį matavimą, o aikštelės jutikliams reikia daug ilgiau išvynioti ir išvynioti kabelį. Elektroninio bloko pagrindas yra mikroprocesoriaus įtaisas, leidžiantis užprogramuoti jutiklį išsijungti tam, kad periodiškai praeina mechanizmas, pavyzdžiui, maišyklės mentė. Ultragarsiniai jutikliai gaminami monobloko pavidalu su indikatoriaus įtaisu ir programavimo bloku arba be jų. Šiuo atveju valdymas atliekamas per kompiuterį. Išėjimo signalai formuojami pagal standartinius protokolus 4 - 20 mA, HART.
Montavimas vertikaliai iš viršaus arba nedideliu kampu, priklausomai nuo matuojamo paviršiaus profilio. Lygio matavimo diapazonas iki 25 metrų. Matavimo tikslumas 0,25%. Proceso temperatūra iki +90ºС. Sprogimui atsparus vykdymas.
Ultragarsinių skysčių lygio matuoklių taikymo pavyzdžiai.
Pasirinkite ultragarsinį skysčio lygio matuoklį...

pagal veikimo principą yra panašūs į ultragarsinius lygio matuoklius. Prietaisas skleidžia labai galingas akustines bangas, kurios atsispindi nuo išmatuojamos medžiagos paviršiaus. Atsispindėjęs signalas apdorojamas naudojant specialiai sukurtą programinę įrangą, siekiant filtruoti naudingą signalą ir slopinti klaidingus aidus. Gauto aido signalo apdorojimo būdas leidžia sumažinti signalo praradimą. Dėl labai galingo impulso naudojimo slopinimas yra daug mažesnis nei naudojant įprastus ultragarsinius prietaisus. Skleidžiami galingesni signalai, atitinkamai gaunami ir galingesni atspindėti signalai. Imtuvo elektronika leidžia atpažinti ir apdoroti labai silpnus aidus, taip pat kartu su stipriais triukšmo trukdžiais. Siekiant užtikrinti kuo didesnį matavimo tikslumą, išmatuotas signalas kompensuojamas priklausomai nuo temperatūros. Montavimas vertikaliai iš viršaus arba nedideliu kampu, priklausomai nuo matuojamo paviršiaus profilio. Lygio matavimo diapazonas iki 60 metrų. Matavimo tikslumas 0,25%. Proceso temperatūra iki 150ºС. Sprogimui atsparus vykdymas.
Pasirinkite akustinio lygio matuoklį...

Hidrostatiniai lygio matuokliai naudoja matavimo metodą, pagrįstą skysčio, esančio rezervuaro dugne, hidrostatinio slėgio nustatymu. Hidrostatinio slėgio vertė rezervuaro apačioje priklauso nuo skysčio kolonėlės aukščio virš matavimo prietaiso ir nuo skysčio tankio. Veikimo principas: tampriai jautraus elemento deformacijos, veikiant hidrostatiniam slėgiui, pavertimas analoginiu srovės signalu. Hidrostatiniai lygio matuokliai iš tikrųjų yra slėgio skirtumo siųstuvai, todėl, kad jie veiktų, jie turi būti prijungti prie atmosferos. Hidrostatiniai lygio matuokliai naudojami įvairių skysčių, nuo gryno vandens iki įvairių pastų, lygiui matuoti atvirose ir uždarose talpyklose, baseinuose, šuliniuose ir giliuose šuliniuose. Hidrostatiniai lygio matuokliai yra mortizo tipas(supjaustyti į bako dugną) ir povandeninis tipas(šiuo atveju kapiliarinis vamzdelis išvedamas lygiagrečiai su jungiamuoju kabeliu, kad būtų galima prijungti prie atmosferos slėgio). Matavimo tikslumas yra ne blogesnis nei 0,25 proc., o tai, jei yra pažyma apie įtraukimą į valstybinį matavimo priemonių registrą, leis jas naudoti komercinės apskaitos tikslais. Matuojamo proceso temperatūra yra iki +125°C.
Montuojant hidrostatinius lygio matuoklius reikia atsižvelgti į tai, kad siurbiant technologinę medžiagą skysčio čiurkšlė gali sukelti per didelį slėgį, dėl kurio sumažės tikslumas, todėl jutikliai turi būti išdėstyti kuo toliau nuo turbulencijos zonos.
Pasirinkite hidrostatinį lygio matuoklį...

Magnetostrikciniai lygio matuokliai susideda iš plūdės su įmontuotu magnetu ir kreiptuvu, kurio viduje yra į ritę įtaisytas bangolaidis, kuriuo tam tikrais intervalais teka srovės impulsai. Kai impulsas juda, aplink bangolaidį susidaro radialinis magnetinis laukas. Kai kertama su magnetinis laukas plūdėje esantis nuolatinis magnetas, dėl srovės impulso greičio vyksta magnetostrikcinio bangolaidžio plastinė deformacija, kuri yra labai dinamiškas procesas. Dėl šios priežasties kyla ultragarso torsioninė banga, kuri iš kilimo vietos sklinda į abu bangolaidžio galus, tačiau viename iš galų visiškai užgęsta, todėl trukdžiai ir signalo iškraipymai neįtraukiami. Sukimo impulso aptikimas ir apdorojimas vyksta kitame bangolaidžio gale specialiame keitiklyje. Tikslus padėties nustatymas gaunamas matuojant laiką nuo srovės impulso pradžios iki atsakomojo elektrinio signalo atsiradimo laiko, kuris nustatomas sukimo impulsų keitiklyje, kai aptinkama ultragarso banga. Šį elektrinį signalą apdoroja jutiklių elektronika, elektronika analizuoja sukimo bangų sklidimo laiką ir generuoja proporcingą srovės signalą, arba atitinkamo protokolo signalą. Kreiptuvas gali būti standus arba lankstus, pastarasis variantas labiausiai tinka matuojant didelį lygių diapazoną, nes tai labai supaprastina įrenginio transportavimą į montavimo vietą.
Pasirinkite magnetinio griežtumo lygio siųstuvą...

Magnetiniai lygio matuokliai savo konstrukcija yra panašūs į magnetinius lygio jungiklius. Nuolatinis magnetas, sumontuotas ant kreipiančiosios esančioje plūdėje, suveikia magnetiškai jautrūs kontaktai, esantys kreiptuvėje. Įjungus kontaktus, rezistorius įjungiamas nuosekliai, taigi, judant plūdei, kreipiančiosios viduje esančio rezistinio modulio bendra varža nuolat kinta lygio matuoklio skiriamąją gebą atitinkančia skiriamąja geba. Magnetiniai lygio matuokliai dėl fizinio matavimo principo paprastumo nereikalauja didelės priežiūros, nereikalauja reguliavimo, yra lengvai montuojami ir ekonomiškai patrauklūs. Naudojimo apribojimai pirmiausia yra dėl išmatuoto skysčio tankio ir plūdės dydžio.

Chemijos pramonės gamybos procesuose didelę reikšmę turi skysčių ir kietų biriųjų medžiagų lygio kontrolė technologiniuose aparatuose, įvairiose talpose ir talpyklose.

Lygio matavimas technologiniuose įrenginiuose.

Lygio matavimas technologiniuose įrenginiuose leidžia valdyti juose esančią medžiagą, kuri reikalinga technologiniams procesams tekėti reikiama kryptimi. Medžiagos atsargos aparate turi būti gana tikros, o jų reikšmingas sumažėjimas arba padidėjimas, palyginti su nominalia verte, gali sutrikdyti gamybos procesą. Lygio matavimas įrenginiuose dažniausiai atliekamas santykinai mažame jo matavimo diapazone, o didelio matavimo tikslumo nereikia. Būtina tik užtikrinti, kad medžiagos lygis nebūtų didesnis ar mažesnis už leistinas vertes.

Lygio matavimas konteineriuose ir rezervuaruose.

Lygio matavimas konteineriuose ir rezervuaruose atliekamas siekiant atsižvelgti į medžiagos kiekį juose. Didelėse talpyklose būtina išmatuoti lygį, kuris kinta plačiame diapazone. Be to, lygio matavimo tikslumas turi būti pakankamai didelis.

– Lygis matuojamas ilgio vienetais – metrais. Gamykloje jis dažnai matuojamas proc.

- Matuojant medžiagos lygį, kaip minėta pirmiau, galima apskaičiuoti medžiagos kiekį ir masę, kad būtų atsižvelgta į ją.

Skystų arba birių medžiagų kiekio nustatymas.

Esant pastovaus aukščio konteinerio (rezervuaro) sekcijai, produkto tūrį galima gauti padauginus skerspjūvio plotą iš medžiagos lygio vertės, todėl čia tūrio matavimas sumažinamas iki lygio matavimo.

Turint kintamą bako skerspjūvio plotą aukštyje, būtina žinoti šios srities priklausomybę nuo aukščio.

Medžiagos masės nustatymas.

Medžiagos masė matuojama nustatant jos tūrį ir išmatuojant medžiagos tankį. Padauginę tūrį iš tankio, gausite medžiagos masę. Šis dauginimas atliekamas rankiniu būdu arba automatiškai, naudojant instrumentus.

Lygio matavimo metodai, prietaisai jo matavimui.

Gamyboje medžiagų lygiui kontroliuoti naudojami įvairūs lygio matuokliai, veikiantys įvairiais lygio matavimo metodais.

1. Lygio matuokliai su vaizdiniu rodymu;

2. Plūdurų ir plūdinių lygio matuokliai;

3. Hidrostatiniai lygio matuokliai;

4. Diferencialiniai lygio matuokliai;

5. Radioaktyvaus lygio matuokliai;

6. Fazių atskyrimo lygio matuokliai;

7. Akustiniai lygio matuokliai;

8. Talpinis;

9. Birių kietųjų medžiagų lygio matuokliai.

Lygio matuokliai su vaizdiniu skaitymu.

Paprasčiausias lygio matavimo metodas, pagrįstas komunikacinio indo metodu. Tai yra, stiklinis vamzdis yra prijungtas prie proceso aparato per uždarymo vožtuvus, per kuriuos stebima skysčio kolonėlė.

Trūkumai: yra galimybė užteršti vamzdį iki visiško lygio matomumo išnykimo, taip pat galimybė stiklo vamzdžio viduje susidaryti oro burbuliukams, kurie pašalinami išleidimo vožtuvu.

Jis naudojamas skystų ir skaidrių medžiagų lygiui kontroliuoti vietoje.

Plūdurų ir plūdinių lygio matuokliai.

Rasta platus pritaikymas išmatuoti skysčio lygį tiek technologiniuose įrenginiuose, tiek mūsų įmonėje esančiose talpyklose.

Veikimo principas pagrįstas plūdrumo jėgos atsiradimu, kai plūduras ar plūduras panardinamas į skystį (Archimedo dėsnis), kuris arba paverčiamas standartiniu 4-20 mA srovės signalu arba pneumatiniu 0,2-1,0 kgf/ cm2 vėlesniam informacijos perdavimui į antrinius įrenginius, per kuriuos operatorius stebi lygį. Daug rečiau galima rasti UDU tipo plūdinio lygio matuoklius su indikacijų valdymu vietoje.

Tarp išstūmimo lygio matuoklių, tokių kaip Sapphire DU, plačiai naudojami Fischer, kurių standartinis srovės išėjimo signalas yra 4-20 mA, veikia komplekte su elektroniniais antriniais įrenginiais, tokiais kaip Sh-711, Remikont, MOD-30, kurie gamina galima ne tik stebėti lygį, bet ir gauti signalizaciją bei blokuoti įvairiais nustatymais naudojant papildomi įrenginiai pavyzdžiui, UAS, UZS.

Kai dirbama žiemos laikasšiuos lygio matuoklius reikia šildyti, nes gali susidaryti ledas tiek ant paties prietaiso vidinių elementų, tiek ant kreipiamojo vamzdžio, kuriame yra išstūmiklis, kuris atsiranda, kai temperatūra svyruoja tiek gaminyje, tiek aplinką.

Tarp plūduriuojančių lygio matuoklių buvo pritaikyti UBP, UDU, kurių standartinis išėjimo signalas yra 0,2–1,0 kgf/cm2, veikiantys kartu su antriniais įrenginiais, tokiais kaip PV10.1, PPV1.1. Šie prietaisai nereikalauja šildymo. Šiuo metu gamykla keičia pasenusius pneumatinius prietaisus į modernesnius prietaisus, kurie turi geresnes skaitymo tikslumo charakteristikas ir suteikia daugiau galimybių apdoroti informaciją iš jutiklių.

Vienas iš šių prietaisų yra olandų kompanijos ENRAF lygio matuoklis. Lygio matavimo tikslumas yra 0,1 mm. Tai labai jautrus jėgos keitiklis. Jis nuolat sveria plūdės svorį ir lygina jį su nustatyta verte, kuri yra plūdės svoris atėmus plūdrumo jėgą. Jei plūdės svoris yra lygus nustatytajai vertei, prietaisas plūdę laiko lygia.

Įrenginys įmonėje patikimai veikė. Pagrindiniai eksploataciniai reikalavimai: šildymas žiemą ant rezervuarų, kuriuose gaminys yra dujinis, taip pat nėra vibracijos smūgių ir pan., dėl kurių sugenda jautrus elementas arba įrenginys suklysta. Stabdant baką remontui, būtina prieš demontuojant įrenginį: pakelti plūdę, išjungti maitinimą 220V, blokuoti įrenginį mechaniškai.

Sąsajos lygis.

Veikimo principas pagrįstas skirtingu skysčių elektriniu laidumu. Talpykloje sumontuotas elektrodas, kuris kabeliu prijungiamas prie antrinio įrenginio F-70. Pats bako korpusas naudojamas kaip 2-asis elektrodas. Jis naudojamas atskirti 2 elektrai laidžio vandens fazes nuo nelaidžios, o vėliau vandenį iš rezervuaro. Svarbi sąlyga normalus prietaiso veikimas yra užtikrinti elektrodų konstrukcijos sandarumą.

Hidrostatiniai lygio matuokliai.

Hidrostatinis lygio matavimo metodas pagrįstas tuo, kad skystyje yra lygiui proporcingas hidrostatinis slėgis, kuris paverčiamas standartiniu 4-20 mA srovės signalu. Prietaisą reikia šildyti žiemą. Pavyzdys: Sapphire DG.

diferencinio slėgio matuokliai.

Jie naudojami skysčių lygiui matuoti tiek esant atmosferiniam, tiek viršslėgiui. Kiekviena skysčio lygio bake reikšmė atitinka tam tikrą slėgio kritimą, kurį matuoja prietaisas. Prietaisą reikia šildyti žiemą. Slėgis aparate neturi įtakos matavimo rezultatui, nes jis vienodai veikia „+“ ir „-“ kameras. Dirbant su agresyviomis terpėmis, vamzdžiai tarp aparato ir atskyrimo indų išvalomi oru arba inertinėmis dujomis.

Akustiniai lygio matuokliai. (ultragarsinis)

Veikimo principas pagrįstas lygio lokalizavimu garso impulsais, praeinančiais per dujinę terpę virš kontroliuojamo skysčio, ir šių impulsų atspindžio iš sąsajos reiškiniu. Įvairūs ultragarsiniai lygio matuokliai yra APEX tipo radariniai lygio siųstuvai, pasižymintys dideliu tikslumu, patikimumu ir galimybe veikti įvairiose aplinkose.

Radioaktyvaus lygio matuokliai.

Tokių lygio matuoklių veikimas pagrįstas γ spindulių, praeinančių per medžiagos sluoksnį, absorbcija. Lygio matuokliai UR-8 naudojami skysčių ir kietų birių medžiagų lygiui matuoti

.

Talpiniai lygio matuokliai.

Talpinių lygio matuoklių veikimo principas pagrįstas priklausomybe elektros talpa sistemos „elektrodų matavimo terpė“ nuo lygio pokyčių.

EII tipo prietaisai skirti ne tik skystoms, bet ir kietoms birioms medžiagoms matuoti. Vandens, amoniako, mazuto, benzino, žibalo ir tepalų lygiui matuoti, talpiniai lygio matuokliai EIU-1K, pagaminti LABKO 2W

Birių medžiagų lygio matavimas.

Norint išmatuoti birių kietųjų dalelių lygį, galima naudoti kai kuriuos aukščiau aptartus lygio matuoklius. Be to, yra specialaus dizaino prietaisų.