Ультраакустический топливомер

Поплавковый уровнемер

Благодаря простоте своей конструкции поплавковые уровнемеры довольно широко применяются для измерения уровня воды, нефтепродуктов и других жидкостей. При небольших диапазонах измерения контролируемых уровней применяют поплавковые приборы рычажного типа (рис. 30). Принцип действия уровнемера основан на преобразовании перемещения поплавка в изменение электрического сопротивления потенциометра. При изменении уровня жидкости в баке поплавок через коромысло и рычаги перемешает движок по потенциометру.

Рис. 30. Поплавковый уровнемер рычажного типа

Поскольку баки имеют сложную конфигурацию, то уровень жидкости в них связан с объемом сложной зависимостью и шкала прибора без принятия специальных мер будет неравномерной.

Отечественной промышленностью выпускаются поплавковые дистанционные уравновешенные уровнемеры типа УДУ с диапазоном измерения 0 - 12, 0 - 20 м. Погрешность измерения ± 4мм. Выходной сигнал 0-5мА (0 - 20 мА).

Ультраакустические методы измерения количества топлива реализуются в двух вариантах.

В первом варианте используется способ отражения ультраакустической волны от границы раздела воздух - жидкость со стороны воздуха. Для реа­лизации метода пьезоэлектрический преобразователь устанавливают в верхней крышке бака (рис. 31).

Рис. 31. Ультраакустический топливомер

Преобразователь посылает пачку импульсов в пространство над жидкостью. Отраженный от жидкой границы сигнал воспринимается тем же преобразователем 1'. Время t распространения сигнала от излучателя до поверхности жидкости и обратно равно:

,

где а - скорость звука в газовой среде; h - высота бака; х - высота уровня жидкости.

Электрические сигналы, подаваемые на пьезоэлектрический преобразователь l`, формируются высокочастотным генератором 2. Поскольку преобразователь l` работает в режиме излучение - прием, то на него подаются пачки импульсов на короткое время, после чего начинается прием отраженных сигналов. Для формирования пачек импульсов служит генератор 3, одновременно управляющий генератором 2 и схемой измерения 4, в которую входят устройство сравнения, усилитель, преобразователь и элемент обратной связи. Выходной сигнал, подаваемый на указатель сигнала Ук, формируется путем автоматического слежения за длительностью сигнала t. Так как скорость звука зависит от температуры воздуха, то для возникающих температурных погрешностей при изменении уровня жидкости применяют температурную компенсацию. Показания приборов этого типа не зависят от амплитуды и частоты повторения сигналов, а определяются только длительностью.

Во втором варианте используется способ отражения импульсных сигналов от границы жидкость - воздух со стороны жидкости. Мерой уровня жидкости х является время t прохождения ультразвука от пьезоэлектрического преобразователя 1 до границы раздела и обратно, т.е.

,

где а - скорость звука в жидкости.

Паузу между двумя пачками импульсов рекомендуется выбирать из условия

.

Это выражение справедливо для первого и второго вариантов приборов.

Работа схемы прибора по второму варианту аналогична работе по первому варианту.

Ультраакустические измерители уровня имеют погрешности, не превышающие 2,5%. Акустические приборы могут быть сигнализаторами (ЭХО-2С) и уровнемерами (ЭХО-3).

Сигнализатор уровня акустический типа ЭХО-2С предназначен для передачи сигнала измерительной информации при достижения уровня вещества в емкости какого-либо фиксированного значения. Он применяется для бесконтактного автоматического дистанционного контроля уровня сыпучих и кусковых материалов с размером гранул от 2 до 200 мм. Диапазон измерения от 0 до 30 м. Уровнемер акустический типа ЭХО-3 применяется для бесконтактного автоматического измерения уровня жидких сред, в том числе вязких, налипающих, неоднородных, перемешиваемых, выпадающих в осадок и взрывоопасных. В промышленности строительных материалов он нашел применение для измерения уровня шлама в шлам-бассейнах.

Выходной унифицированный сигнал постоянного тока 0-5мА, 0-20мА или 4-20 мА. Класс точности уровнемеров 1; 1,5.

Дата добавления: 2013-12-13