Анализ существующих методов измерения

Существуют более двадцати различных методов измерения уровня

жидких продуктов. Часть из них широко применяется в промышленно-

сти, другие имеют узкоспециальное применение из-за присущих им недос-

татков. Наиболее распространенные методы измерения показаны на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Методы измерения уровня жидкости

В волновых методах используются эффекты, связанные с распространением электромагнитных или акустических волн в жидкости, парогазовой смеси либо в конструктивных элементах (волноводах, звуководных трубах), контактирующих со средами.

В неволновых методах используются иные принципы измерения

уровня, основанные на изменении емкости конструктивного конденсатора, давления столба жидкости, выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело. Обширную группу составляют механические поплавковые методы, исторически появившиеся одними из первых.

Комбинированные методы сочетают в себе элементы волновых и неволновых. Например, в поплавковом магнитострикционном методе уровень жидкости фиксируется плавающим на поверхности поплавком, а определение положения самого поплавка производится с помощью механических колебаний, возникающих в звукопроводе.

Все методы измерения уровня имеют недостатки и погрешности, ограничивающие сферу их использования. Погрешности могут быть частично компенсированы различными техническими средствами, что, как правило, ведет к усложнению и удорожанию конечного изделия. Невозможность полной компенсации погрешностей вызвана физическими, эко номическими и эксплуатационными ограничениями.

Принцип действия волноводных уровнемеров основан на технологии рефлектометрии. Микроволновые наносекундные радарные импульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду. Когда радарный импульс достигает среды с другим коэффициентом диэлектрической проницаемости, часть энергии импульса отражается в обратном направлении. Разница во времени между моментом передачи радарного импульса и моментом приема эхосигнала пропорциональна расстоянию, согласно которому рассчитывается уровень жидкости или уровень границы раздела двух сред. Интенсивность отраженного эхосигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше коэффициент диэлектрической проницаемости, тем выше интенсивность отраженного сигнала. Волноводная технология имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами измерений уровня, поскольку радарные импульсы практически невосприимчивы к составу среды, атмосфере резервуара, температуре и давлению. Поскольку радарные импульсы направляются по зонду, а не свободно распространяются в пространстве резервуара, то волноводная технология может с успехом применяться в малых и узких резервуарах, а также в резервуарах с узкими патрубками.

Возможность применения метода для решения практической задачи определяется его основной и дополнительной погрешностями, диапазоном измерения (интервал между максимальным и минимальным уровнем жидкости, в котором возможно измерение), размерами верхней и нижней зон, в которых измерение невозможно, эксплуатационными ограничениями и стоимостью реализации. Диапазоны измерения, размеры неизмеряемых зон и условная стоимость реализации методов сведены в табл. 1.

Таблица 1

Общие характеристики методов измерения уровня

Поскольку, волновой метод измерения является наиболее эффективным и наиболее точным, в дальнейшем мы будем рассматривать приборы, разработанные по его принципу.

Дата добавления: 2014-12-26