Уровень растворов

Контроль и автоматическое регулирование уровня жидкости в отделочном производстве необходимы для ликвидации переливов, обеспечения заданного времени пропитки ткани в непрерывных процессах, для поддержания заданной концентрации в ваннах.

Обозначениями к применению средств измерения уровня являются агрессивность сред, нестабильность температуры, наличие механических примесей, пены.

В текстильной промышленности применяются регуляторы уровня с кондуктометрическими, емкостными, пьезометрическими, поплавковыми и радиоизотопными датчиками.

При выборе уровнемера необходимо принимать во внимание следующие важные положения.

Во-первых, верно выбрать прибор по методу измерения, для чего необходимо проверить:

позволяют ли характеристики измеряемой среды осуществить измерение выбранным методом (например, изменение диэлектрической постоянной, электропроводности, вязкости, а также свойства нарастания на датчике и пенообразования);

позволяет ли агрессивность среды (составы отбельных, красильных ванн) применять выбранный первичный преобразователь;

могут ли выбранные приборы применяться при заданных условиях окружающей среды (давление, температура и т.д.);

можно ли установить датчик в резервуар, учитывая, что он обычно занят движущейся тканью; удобно ли эксплуатировать датчик.

Во-вторых, оценить возможности решения с помощью данного прибора задач производства:

индикация уровня в одном резервуаре, переключение, аварийная сигнализация;

автоматическое опорожнение и наполнение резервуара;

стабилизация заданного уровня путем измерения и регулирования его;

комбинация указанных задач для одного резервуара;

одновременная индикация (по месту и дистанционно) уровней нескольких резервуаров;

автоматическое наполнение и опорожнение нескольких резервуа­ров возможно с помощью одного общего насоса с указанием последо­вательности или без этого, с центрального пульта управления;

непрерывное регулирование уровней в нескольких резервуарах с выбором приоритетного, с дистанционным измерением, с индикацией местной или с центрального пульта управления;

обработка результатов измерений в нескольких резервуарах и расчет количества жидкостей;

любая комбинация указанных задач.

Индикация одного или нескольких уровней может быть решена простым выключателем поплавкового типа. Опрокидываемые поплавковые выключатели типов Nivokontrol MB (ВНР) могут быть смонтированы горизонтально в любом месте на боковой стенке резервуара. На одном резервуаре можно установить несколько выключателей (при приготовлении многокомпонентных смесей). Применяя два уровнемера, решают задачу автоматического добавочного опорожнения и наполнения с помощью насоса или регулирующего клапана.

Если требуется сигнализировать об изменении уровня, может применяться поплавковый выключатель, например типа Nivokontrol МТ для индикации нескольких уровней (монтаж только в вертикальном положении). Этот прибор может сигнализировать любой уровень, заданный при монтаже. Один прибор МТ обеспечивает сигнализацию до пяти уровней.

Для непрерывного измерения уровня рекомендуется применять типы приборов с преобразователем без подвижных деталей, например емкостные приборы типа ЭИУ-2, СУС, SHL, SHK и т.д.

Все известные приборы для индикации уровня могут присоединяться к аппаратуре централизованного контроля и управления.

Ниже рассматриваются несколько типов уровнемеров, пригодных для использования в отделочном производстве.

Позиционные кондуктометрические регуляторы уровня РУ-ЗЭ и РУ-4Э выпускает рязанский завод "Теплоприбор". Регулятор состоит из датчика с тремя стержневыми электродами, блока питания и управления и регулирующего крана с моторным приводом на линии питающего раствора. Датчик монтируют в ванне или, что более удобно, в специальном сосуде, сообщающемся с ванной. Конструкция датчика предусматривает перемещение электродов по вертикали. Средний электрод устанавливают так, чтобы его нижний конец находился на высоте заданного уровня жидкости; второй электрод устанавливают несколько ниже - примерно на 5 мм. Третий электрод создает постоянный электрический контакт прибора с массой жидкости в ванне. Напряжение на электродах 36 В. Контролируемые среды могут иметь удельную электрическую проводимость 0,35-100 См/м и температуру до 200°С. Диапазон контроля уровня 5-10000 мм. Наличие трех электродов позволяет проводить и контроль уровня среды в ваннах из диэлектрических материалов без заземляющей шины.

На рис. 73 приведена схема позиционного регулятора (сигнализатора) уровня с емкостным датчиком типа ЭИУ-2.

Рис. 73. Электрическая схема позиционного регулятора уровня ЭУ-2

Датчиком является цилиндрический конденсатор. Он представляет собой металлический стержень, покрытый слоем диэлектрика (полиэтилена, фторопласта-4) и окруженный электропроводящей жидкостью в ванне с нулевым потенциалом относительно земли.

Измерение электрической емкости датчика проводится индуктивно-емкостным мостом, который состоит из индуктивных обмоток 3-4 и 4-5 трансформатора Tp1 и конденсаторов С7, С8, С10 и С11. Измерительный мост получает питание от генератора синусоидальных колебаний частотой 100 кГц, собранного на транзисторе VT1 по обычной схеме с LC-контуром.

Колебания уровня измеряемой среды изменяют электрическую емкость датчика, что приводит к нарушению равновесия моста и появлению на его выходе сигнала разбаланса, пропорционального уровню среды. Сигнал разбаланса поступает на линейный усилитель, состоящий из эмиттерного повторителя (VT2), усилительного каскада (VT3) и выходного каскада (VT4).

Выходное напряжение снимается с резистора R14 выходного каскада и равно 0-100 мВ. В разрыв эмиттерной цепи транзистора VT4 выходного каскада включается миллиамперметр М325. Установка нуля шкалы проводится переменным конденсатором С9. Установка 100% шкалы проводится потенциометром R11, расположенным на верхней плате. В зависимости от диапазона измерения электрической емкости датчика прибор может работать на одном из диапазонов 0-300 пФ; 0-600 пФ; 0-1200 пФ. Датчик можно устанавливать как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Срабатывание регулирующей части происходит при изменении уровня раствора примерно на ± 2,5 мм.

Чувствительный элемент (рис. 74) стержневой, емкостный, изолированный типа ПП-02 и ПП-04 и неизолированный типа ПП-10. Температура контролируемой среды от -100 до +250°С для ПП-02, от -20 до +40°С для ПП-04 и от +5 до +50°С для ПП-10. Давление контролируемой среды до 2,5 МПа для ПП-02 и ПП-04 и атмосферное для ПП-10.

Рис. 74. Чувствительный элемент уровнемера ПП-02, 04

Погрешность срабатывания сигнализатора относительно номинальной линии во всех условиях эксплуатации не более ± 6 мм для ПП-02, а также ПП-04 и ±20 мм для ПП-10.Коррозионная стойкость ПП не ниже, чем у стали 12х18М10Т и фторопласта-4.

Для регулирования и сигнализации уровня жидкости в аппаратах (как открытых, так и находящихся под давлением) можно применять также регуляторы с датчиками перепада давления (дифманометрами). Находят применение в отделочном производстве и регуляторы уровня с пьезометрическим датчиком, например типа РУП-5 и др.

Ультразвуковой бесконтактный сигнализатор уровня гидрометаллургических сред "Сигнал-15" предназначен для автоматической бесконтактной сигнализации уровня жидкости и границы раздела жидких сред. Используется в автоматических системах контроля и управления гидрометаллургическими, горнообогатительными процессами в черной и цветной металлургии, в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности.

Метод контроля уровня основан на использовании зависимости акустического импеданса стенки резервуара от вида соприкасающейся с ней среды.

Техническая характеристика прибора "Сигнал-15"

Пределы основной погрешности, мм ±5

Толщина стенки резервуара, мм 2-10

Дата добавления: 2014-01-14