Методы измерения уровня

Дифманометрические уровнемеры просты по конструкции, но пригодны только для измерения уровня жидкостей. Существенное влияние на их точность оказывает зависимость плотности контролируемой среды от различных факторов. Они не могут применяться для измерения уровня неоднородных жидкостей, в том числе жидкостей, дающих значительный осадок. В качестве дифманометрических уровнемеров могут применяться рассмотренные выше ИП перепада давления с равномерной шкалой.

В поплавковых следящих уровнемерах перемещение поплавка, плавающего на поверхности жидкости, преобразуется в перемещение мерной ленты, которая сматывается с барабана под действием массы поплавка. При обратном перемещении поплавка лента наматывается на барабан под действием пружины. Угол поворота барабана преобразуется в показание счётчика оборотов или в сигнал дистанционной передачи.

Уровнемеры выпускаются на диапазоны измерения 0...12 и 0...20 м. Они позволяют измерять уровень жидкостей в диапазоне температуры от – 50 до 100°С при избыточном давлении до 20 МПа. Погрешность измерения мало зависит от температуры и плотности жидкость и составляет 1 мм без снятия статического момента трения и 4 мм в случае снятия этого момента.

Буйковые уровнемеры входят в унифицированную систему средств измерения теплоэнергетических параметров с силовой компенсацией. В них усилие, уравновешивающее выталкивающую силу буйка, создается электросиловым или пневмосиловым унифицированным преобразователем. Эти уровнемеры позволяют измерять уровень некристаллизующихся, невязких, однородных и не выпадающих в осадок жидкостей с плотностью 600—2500 кг/м³. Верхние диапазоны измерений уровнемеров – от 0,02 до 16 м. Температура контролируемой среды — от – 200 до 400^°С в зависимости от модификации.

В уровнемерах, построенных на радиационных методах измерений, используется явление изменения мощности излучения, проходящего через резервуар от источника к приемнику, при наличии или отсутствии контролируемого вещества. В зависимости от вида используемого излучения они подразделяются на радиоизотопные и рентгеновские. Важным достоинством данных параметров является универсальность по контролируемой среде и отсутствие необходимости нарушать целостность резервуара.

Кондуктометрический и ёмкостный уровнемеры используют зависимость проводимости чувствительного элемента от уровня контролируемой среды. Такие уровнемеры предназначены для контроля жидкостей с определенными электрическими параметрами и имеют ограниченное применение. Более универсальными являются электронные индикаторы уровня, предназначенные для непрерывного дистанционного измерения уровня жидких в сыпучих электровзрывоопасных, вязких, плёнкообразующих, кристаллизирующихся, выпадающих в осадок жидкостей и сыпучих сред с величиной гранул не более 5 мм. Выпускаются модификации, устойчивые к плесневым грибам, морскому туману, влагоустойчивые, выдерживающие вибрационные нагрузки.

Одной из наиболее универсальных систем ИП-уровня является система унифицированных высокочастотных резонансных измерителей и сигнализаторов уровня жидких и сыпучих сред. Сущность резонансного метода состоит в использовании зависимости различных интегральных характеристик электромагнитных систем с распределёнными параметрами (резонансной частоты, выходного импеданса, фазы, числа резонансных импульсов, времени отражения от неоднородностей) от измеряемых величин.

Система включает в себя уровнемеры и сигнализаторы уровня следующего назначения:

· аналоговые и цифровые уровнемеры для жидких электропроводных сред (водных растворов солей, кислот, щелочей, не дистиллированной воды и т. п.);

· аналоговые и цифровые уровнемеры для жидких диэлектрических сред (нефти и нефтепродуктов, масел, спиртов, аммиака, ацетона и т. п.);

· уровнемеры для сыпучих сред;

· сигнализаторы уровня жидких и сыпучих сред.

Работа измерителей и сигнализаторов уровня системы основана на радиоволновом резонансном методе, использующем эффект изменения резонансной частоты высокочастотных колебательных систем с распределёнными электромагнитными параметрами (отрезков длинных линий, плоских спиралей с распределенной межвитковой ёмкостью и т. п.), помещенных в рабочую зону, от контролируемого параметра. Для системы характерны:

· конструктивная простота и высокая надёжность первичных преобразователей;

· повышенная точность измерения;

· расширенные эксплуатационные возможности, обусловленные взрывобезопасностью в агрессивных средах, значительной дистанционностью;

· высокая степень универсальности измерителей и сигнализаторов уровня по отношению к электромагнитным свойствам контролируемых сред.

Каждый измеритель системы состоит из первичного преобразователя, монтируемого на ёмкости или агрегате с рабочей средой, электронного блока, предназначенного для щитового монтажа внутри помещения, и кабеля, соединяющего первичный преобразователь с электронным блоком. Приборы имеют обыкновенное, виброустойчивое и брызгозащищённое исполнение.

Средства получения информации о составе и свойствах веществ. Средства измерений данной группы характеризуются значительным многообразием измеряемых величин, инструментальных методов и конструктивного исполнения. В подавляющем большинстве они представляют собой сложные измерительные системы, в которые входят различные специальные блоки и устройства (связанные с отбором, подготовкой и перемещением пробы), анализаторы и др.

Многие из измерительных устройств, например средства измерений химического состава по значению электрической проводимости или солесодержания жидких сред, являются универсальными. Такие устройства можно успешно использовать в самых разнообразных промышленных условиях для измерения концентрации различных веществ.

Существенное значение для качества и надёжности измерения состава и свойств в промышленных условиях имеют совершенные устройства пробоотбора и пробоподготовки. Зачастую именно эти устройства определяют ценность и достоверность получаемой информации, а иногда и возможность применения измерительных устройств в конкретных условиях. В первую очередь это относится к измерениям в производственных условиях запыленных газов, кристаллизующихся жидкостей, пульп с большим количеством механических примесей и т. п.

Средства получения информации о химическом составе и свойствах вещества включают в себя средства определения химического состава и свойств газов, жидкостей, твердых веществ, а также вспомогательные устройства и набор технических средств для построения промышленных систем газового анализа (САГА).

Общие сведения о методах, используемых в общепромышленных средствах измерений состава и свойств вещества, приведены ниже. Для измерения состава газовых сред применяют методы механический, термокондуктометрический, термохимический, магнитный, электрохимический, поглощения инфракрасного излучения, фотоколориметрический, сорбционный (хроматографический).

Для измерения состава жидких сред применяют методы кондуктометрический, диэлькометрический, потенциометрический, фотометрический, рефрактометрический, поляриметрический.

Для измерения свойств жидких сред применяют методы механический, гидростатический, радиоизотопный, ультразвуковой.

Для определения состава твёрдых и сыпучих сред применяют методы механический, кондуктометрический, диэлькометрический, магнитный, теплопроводности, ультразвуковой, рентгеновский.

Основные характеристики выпускаемых приборостроением средств измерений состава газа приведены в табл. 2.7, а средств измерений состава жидкостей — в табл. 2.8.

Следует отметить, что группа приборов для анализа состава и свойств веществ, выпускаемых отечественным приборостроением, хотя и многочисленна, однако весьма слабо обеспечивает потребности различных отраслей промышленности в этих измерениях. Особенно это относится к измерениям плот-

Таблица 2.7

Дата добавления: 2013-12-13