Metoda de măsurare a nivelului hidrostatica se bazează pe faptul că există fluid în presiunea hidrostatică proporțională cu adâncimea t. E. distanța de la suprafața lichidului. Prin urmare, pot fi utilizate instrumente pentru măsurarea presiunii sau presiunii diferențiale pentru măsurarea nivelului printr-o metodă hidrostatică. Ca dispozitive de acest tip sunt de obicei folosite difmanometre.
Când difuzorul este pornit, presiunea diferențială pe acesta va fi egală cu presiunea hidrostatică a lichidului, proporțională cu nivelul măsurat.
Esența procesului este aceea că un diafragm senzor este instalat pe rezervor, în locul unde este alimentat mediul. A doua diafragmă este instalată direct pe alimentarea cu presiune atmosferică - această versiune este aplicabilă pentru măsurarea nivelului în rezervoarele deschise. În recipiente închise, a doua membrană este instalată în regiunea de suprapresiune.
· Ușurința de instalare și întreținere;
· Măsurătorile de nivel hidrostatic funcționează bine cu lichide vâscoase și cu o suprapresiune mare.
· Implementarea metodei nu implică utilizarea mecanismelor mobile;
· Circulația fluidului provoacă o presiune de schimbare conduce la erori de măsurare (în raport cu planul presiunii de referință depinde de viteza de curgere a fluidului - o consecință Berrnulli Legii);
· Presiunea atmosferică trebuie compensată;
· Schimbarea densității lichidului poate duce la o eroare de măsurare.
· Senzorul este în contact direct cu mediul care urmează să fie măsurat, ceea ce necesită materiale speciale pentru senzori, reducând în mod semnificativ domeniul de utilizare a acestora.
Această din urmă lipsa de libertate este unul dintre tipurile de metri de nivel hidrostatice - piezometrice. care este prezentată în Fig. 6. npp6or funcționează după cum urmează. Neutru (în raport cu lichidul din vasul) la supapa de închidere a gazului deschis K trece prin filtrul F, este strangulată la o anumită presiune predeterminată peste accelerației tubului de impuls Dr. ipropuskaetsya coborât în lichid, al cărui nivel este măsurat. Regulatorul de debit P asigură un debit constant de gaz q, independent de valoarea curentă a nivelului h. Măsura h în acest caz este presiunea înregistrată de manometrul M.
Principiul de funcționare al nivelului electric bazat pe diferența de proprietăți electrice de lichide și gaze. La acest nivel de lichid, care este măsurat poate fi ambii conductori, și dielectric-E; Gazele din spațiul lichid sunt întotdeauna dielectrice. Parametrul principal care determină proprietățile electrice ale conductorului, este lor electrice de conductivitate și dielectrice - mente privind o constantă dielectrică, care arată cât de multe ori în comparație cu vid scade în această chestiune Interac-forță de interacțiune dintre sarcinile electrice.
În funcție de ce parametru de ieșire (rezistență, capacitate sau inductanță) a convertorului primar „reacționează“ pentru schimbare de nivel, nivel conductimetrică electric împărțit în capacitiv și inductiv.
Măsurătorile de nivel conductometrice (contoare de nivel de rezistență) sunt utilizate pentru a măsura nivelul lichidelor conductive (inclusiv metalele lichide). Traductorul primar (figura 7) a manometrului conductivometric constă din doi electrozi a căror adâncime de imersie în lichid determină valoarea curentă a nivelului său. Parametrul de ieșire al convertorului este rezistența sau conductivitatea acestuia. La măsurarea nivelului de „superconductori“ zhidkos-metale (de exemplu, tei lichide) pot utiliza calibre conductometrice cu un electrod al doilea electrod îndeplinește astfel rolul recipientului la pământ.
Principalii factori care limitează acuratețea gabaritele conductometrice - volatilitatea secțiunilor de electrozi transversale (și, prin urmare, rezistivitatea inconstanță pe lungimea electrozilor) și formarea electrozilor de film (oxid, săruri) cu rezistivitate ridicată, ceea ce duce la o sensibilitate ascuțită nekont-roliruemomu redus senzor.
În plus, precizia manometrelor conductometrice este influențată semnificativ de schimbarea conductivității electrice a fluidului de lucru, polarizarea mediului în apropierea electrozilor.
Din cauza acestei erori metode conductometrice la nivel de reniu măsurabilă (chiar și atunci când se utilizează scheme de compensare diferite) este suficient de mare (5-10%) și, prin urmare, ei găsesc preimuschest-vennoe utilizate ca senzori de nivel conductive Yid-oase.
Funcționarea acestor manometre se bazează pe diferența de permitivitate dielectrică a lichidelor și a aerului. Cel mai simplu convertor primar al unui dispozitiv capacitiv este un electrod (o tijă sau o sârmă metalică) amplasat într-un tub metalic vertical. Tija împreună cu conducta formează un condensator. Capacitatea acestui condensator depinde de nivelul lichidului, deoarece se schimbă de la zero la permitivitate maxima se va schimba permitivitatea dielectrică a aerului la constanta dielectrică a lichidului.
Traductorul primar (figura 8) a manometrului de nivel capacitiv este un condensator cilindric coaxial cu o căptușeală interioară fiind o sondă de metal 1 acoperită cu izolație 2.
Sonda este situată de-a lungul axei tubului metalic 3, care este placa exterioară a senzorului de condensator. Distanța dintre suprafața exterioară a izolației sondei și capacul exterior este denumită spațiul de lucru, care comunică prin găurile din manșonul de centrare inferior și în conducta exterioară cu vasul în care se măsoară nivelul. Lichidul, care intră prin aceste deschideri în spațiul de lucru al senzorului, își schimbă capacitatea aparentă. Circuitul de măsurare (convertor secundar) înregistrează diferența dintre capacitățile aparente ale senzorului la valorile de curent și zero.
Datorită simplității, ușurința de instalare și de întreținere, fiabilitate și precizie Ness potențial ridicat (indicatoare de nivel capacitiv cunoscut, eroare de bază nu depășește 0,1-0,2%) indicatoare de nivel capacitiv sunt utilizate pe scară largă în industrie.
Un dezavantaj al indicatoare de nivel capacitiv sunt: high chuvst-pheno- la o schimbare a proprietăților electrice ale lichidelor obuslov-a reprezentat o schimbare în compoziția lor, temperatură, etc. formarea pe un senzor de element Menten conductivă electric sau folie neconductiv ca efect al-Wier activității chimice lichide de condensare a vaporilor săi.. aderența lichidului însuși la elementele care intră în contact cu el și așa mai departe.
Ambele dezavantaje provoacă erori suplimentare semnificative. Cu primii se luptă, aplicând diverse scheme de compensare; al doilea este eliminat folosind straturile de aderență ale elementelor senzorilor, introducând aditivi speciali în lichid, folosind "demolarea" filmului rezultat etc.
Analizatoarele de nivel capacitiv pot măsura nivelul nu numai al lichidelor, ci și al materialelor solide în vrac: ciment, var, etc.
Convertorul primar al manometrelor inductive este un inductor. Fluidul conductiv joacă fie rolul unui șunt care schimbă numărul de rotații ale bobinei, fie rolul ecranului care afectează coeficientul de auto-inducție al bobinei. În primul caz, sunt utilizate bobine cu rotații goale. Când se deplasează un nivel al lichidului cu o conductivitate electrică ridicată, o parte din răsuciri este evacuată și în consecință schimbă inductanța bobinei senzorului de traductor primar.
Efectul de ecranare al lichidului conducător este cauzat de apariția curenților turbionari (curenți Foucault), în care câmpul electromagnetic exercită un efect de demagnetizare asupra câmpului bobinei de măsurare. În acest caz, senzorul este executat sub forma unei bobine plasate într-un capac de protecție (figura 9). Capacul exclude contactul bobinei cu lichidul controlat, oferă posibilitatea lucrărilor de montare și demontare fără a deteriora vasul (ceea ce este deosebit de important, de exemplu, când se măsoară nivelul purtătorilor de căldură lichizi din reactoarele nucleare). Cu toate acestea, în acest caz (în special cu grosimea mare a capacului și conductivitatea electrică scăzută a lichidului), nivelul semnalului util scade drastic.
Cel mai semnificativ impact asupra afișajului-TION (și incertitudine) inductiv urovneme-șanț modificări fluide au o conductivitate electrică și se acoperă din cauza îmbătrânirii materi la, formarea filmelor și așa mai departe. N.
Eroarea de bază a manometrelor inductive, cauzată de erorile circuitului său de calibrare și de măsurare, poate fi "stivuită" în ± 0,5%
Există și sunt aplicații ale măsurătorilor nivelului acustic de trei tipuri de bază - indicatoare de nivel, nivel de absorbție și rezonant. Toți realizează diferite fenomene fizice asociate cu propagarea sunetului într-un mediu elastic (lichid sau gaz).
Analizatorii nivelului local (figura 10) realizează efectul reflexiei unei unde sonore din interfața media. Generatorul G emite o spargere de impulsuri de frecvență înaltă (ultrasonică) în lichid. Semnalul reflectat din interfața dintre lichid și gaz este capturat de receptorul P al vibrațiilor ultrasonice. Timpul t între momentul trimiterii pulsului sondei și momentul sosirii impulsului reflectat din nivelul este legat de valoarea curentă a nivelului. Timpul t este fixat de circuitul de măsurare corespunzător și transformat într-un semnal de ieșire al emițătorului, proporțional cu valoarea curentă a nivelului h.
Dezavantaje ale măsurătorilor nivelului de localizare:
· Hipersensibilitate la incluziunile în lichide (mikrovzvesey, bule de gaz)
· Principalii factori (în plus față de erorile de măsurare schema-am), care afectează acuratețea indicatorii de nivel radar sunt Transatlantice-lovoe vasodilatație și schimba viteza sunetului în mediu.
Principiul funcționării indicatorilor disipativi cu ultrasunete se bazează pe fenomenul de împrăștiere (absorbție) a energiei sonore în materie. În cel mai simplu caz, gabaritul nivelului disipativ (Figura 11) constă atât în emițătorul receptor ȘI receptor cât și în receptorul instalat pe fund și în capacul vasului.
Funcția de conversie neliniaritate (calibrare-istics Trăsăturile) și o eficiență scăzută datorită reflectarea energiei acustice de la limita interfeței gaz-lichid (de exemplu, pre-intensitate unde ultrasonice sunt refractate la trecerea prin limita de aer a apei este doar un incident 0,001) previne industrial dezvoltarea măsurătorilor de nivel disipativ.
Principiul de funcționare a manometrelor de rezonanță este excitarea oscilațiilor coloanei de gaz deasupra nivelului lichidului și fixarea frecvenței de rezonanță la care apare undele în picioare. emițător senzor (Fig. 12) este un motiv torus tubular suficientă pentru a forma un undă staționară lungime L (L ar trebui să fie de cel puțin trei ori diametrul rezonatorului și asigurarea măsurării I nivel dia-pazon solicitat). Convertoarele magnetoelectrice M sunt folosite pentru a excita oscilațiile rezonatorului, de obicei microfoane cu curent subțire.
Principalele dezavantaje ale manometrelor rezonante - complexitatea și gro-mozdkost structura (în special la intervale mari de măsurare a nivelului) precum și un impact semnificativ asupra lecturilor lor schimbă SKO creștere de propagare a sunetului într-un mediu gazos.
La măsurarea nivelului de lichid fenomene diferite pot fi utilizate cu metode optice, care implică trecerea luminii prin mediul care formează interfața, - reflexia sau refracție-Leniye lumina la interfața, slăbirea intensității sale în mediile absorbante etc. Cu toate acestea, în practică, cele mai larg. nivelul optic primit de măsurare o fixare vizuală delimitare timp caz gaz și fotoelectrice de masurare a nivelului de lichid folosind un efect de reflexie a luminii de la suprafața lichidului.
Dispozitivele de măsurare a nivelului vizual sunt inserții transparente în pereții vasului sau în comunicarea cu tuburile de măsurare a vasului cu o scală pe acestea.
Dispozitivele de măsurare a nivelului vizual sunt cele mai simple și în același timp cele mai exacte mijloace de măsurare a nivelului.
Cu un diametru adecvat de măsurare interfață de iluminat tub și folosind-spe cial înseamnă cadru eroare TION prin calibre vizuale fixate la suprafața lichidului poate fi redusă la o zecime și chiar sutimi de milimetru. În consecință, acestea găsesc o largă aplicație în instalațiile de verificare cu rezervoare de măsurare, dispozitive de măsurare model. Complexitatea măsurătorilor de la distanță, incapacitatea de a utiliza procese tehnologice automate în sistemele de control împiedică utilizarea industrială pe scară largă a indicatorilor de nivel vizual.
O diagramă schematică a contorului de nivel de reflexie fotometrică este prezentată în Fig. 13. Faza luminoasă a lămpii A trece prin lentila condensatorului K și prin fereastră este introdusă în vas. Care se încadrează într-un unghi de la suprafața lichidului, lumina reflectată de ea și dă perete optic transparent fund prin receptor pe întreg P. coordonate la receptor de radiație, în care-fik siruetsya ha maxim iluminarii caracterizează valoarea nivelului actual.
Efectul cel mai semnificativ asupra erorii măsurătorilor de nivel optic este starea suprafeței lichide. Perturbările suprafeței, apariția spumei pe ea și rola vasului distorsionează rezultatele măsurării nivelului. Pentru a elimina
(scăderea) acestor efecte utilizează surse de lumină laser, fibre optice și diverse scheme de compensare.
Nivelul termic bazat fie pe utilizarea temperaturilor diferitelor lichide și amestecuri de vapori peste ea (Nivel mercur din sticlă) sau diferențele în conductivitățile lor termică (termistor și nivel nivel Teds).
Elementul sensibil emițător mercur din sticlă (Fig. 14) este o tijă sau un tub, lichid de spălare și un amestec de abur și gaz urlând. Ca urmare, transferul de căldură între elementele de detecție-este lichid și elementul de detectare a gazului definit achiziționează ing temperatură proporțională cu temperatura lichidului și a gazului, precum și valoarea curentă a nivelului lichidului din recipient. În consecință, atunci când temperatura lichidului și gazului este constantă, temperatura medie a elementului de detectare va fi o măsură a valorii nivelului curent.
Contorul nivelului dilatometric este utilizat pentru a măsura nivelul lichidelor condensate, adică atunci când temperaturile lichidului și ale amestecului de gaze de vapori deasupra acestuia sunt relativ stabile și în același timp diferă semnificativ una de alta.
În ciuda simplității și a fiabilității măsurătorilor nivelului dilatometric datorită domeniilor de măsurare mici (nu mai mari de 0,75 m) și a preciziei reduse, acestea nu au primit o aplicație industrială largă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: