Приборы для измерения уровня

Для измерения уровня жидкости с постоянной плотностью применяют гидростатические, поплавковые и буйковые уровнемеры.

Принцип действия гидростатических уровнемеров основан на измерении давления внутри жидкости, определяемого массой столба жидкости, расположенного между точкой измерения и поверхностью жидкости в емкости.

Рисунок 12 – Принципиальная схема гидростатического измерения уровня

Если емкость открыта и жидкость, уровень которой измеряют, неагрессивна, то в качестве измерительного прибора применяют манометры (при высоте емкости не ниже 4 м) или напоромеры (при высоте емкости менее 4 м), устанавливаемые вблизи днища резервуара. Давление, показываемое прибором, при постоянной плотности жидкости будет пропорционально уровню жидкости.

Для измерения уровня агрессивных жидкостей, контакт которых с чувствительным элементом недопустим, отделяют чувствительный элемент прибора от агрессивной жидкости потоком сжатого воздуха или газа, который подают в соединительную линию.

В этом случае чувствительный элемент манометра не будет контактировать с жидкостью, уровень которой измеряют. Гидростатический уровнемер, построенный по такому принципу, представляет собой трубку 1 (рисунок 12), в которую от редукционного пневмоклапана 2 через вентиль 3и стакан 4подают сжатый воздух. При небольшом расходе воздуха, который регулируют вентилем по числу пузырьков воздуха в стакане 4за единицу времени, давление, измеренное манометром 5, будет равно гидростатическому давлению столба жидкости между концом трубки и поверхностью жидкости. При постоянной плотности жидкости показания манометра будут пропорциональны уровню жидкости.

Уровень в емкости, которая находится под давлением измеряют дифманометром. Перепад давлений равен гидростатическому давлению жидкости.

Поплавковые уровнемеры (рисунок 13) используют для измерения уровня по месту и дистанционной передачи показаний. Пустотелый поплавок 4связан тросом 3 с барабаном 2. Трос 3в один слой наматывают на барабан, длина окружности которого равна целой или дольной единице длины, например метру. Через вал 5 и шестерню 6вращение барабана передается на устройство 1дистанционной передачи показаний и на местное отсчетное устройство 7, которое фиксирует число оборотов барабана. Система приводится в действие противовесом 8.

1 – устройство дистанционной передачи показаний; 2, 10 – барабан; 3, 9 – трос; 4 – поплавок; 5 – вал; 6 – шестерни; 7 – отсчетное устройство; 8 – противовес.   Рисунок 13 – Поплавковый уровнемер

1 – сосуд; 2 – тяга; 3 – буек; 4 – камера   Рисунок 14 – Буйковый уровнемер

Буйковые уровнемеры применяют для точного измерения уровня жидкости в сосудах, находящихся под давлением. Они бывают камерные и бескамерные. В камерных уровнемерах (рисунок 14) камера 4 патрубками с запорными вентилями подсоединяется к сосуду 1. Так как камера 4и сосуд 1 сообщаются, уровень жидкости в них будет одинаковым. В камере на тяге 2 подвешен буек 3. По закону Архимеда при погружении буйка в жидкость на него действует выталкивающая сила, равная массе жидкости, вытесненной погруженной частью буйка. При отсутствии жидкости в камере на тягу 2будет передаваться максимальное усилие, при заполнении камеры и полном погружении поплавка – минимальное. Передаваемое усилие преобразуется в пропорциональное перемещение стрелки или изменение сигнала дистанционной передачи на выходе передающего преобразователя. Диапазон измерения уровня определяется длиной поплавка и высотой установки камеры на емкости.

В бескамерных уровнемерах поплавок помещен непосредственно в сосуд, в котором измеряют уровень.

Дата добавления: 2015-04-29