Готовимся к экзамену по автоматизации химических процессов

Датчики уровня раздела двух сред: поплавковые, гидростатические, емкостные, радиолокационные, ультразвуковые и акустические.

 

Для ведения технологических процессов большое значение имеет контроль за уровнем жидкостей и твердых сыпучих материалов в производственных аппаратах.Выбор метода контроля уровня зависит от объекта контроля – отрытого или закрытого (под давлением или разрежением) резервуара – и от физико-химических свойств среды. Устройства для измерения уровня жидкости называют уровнемерами. Уровень измеряется линейными мерами длины: метрами, сантиметрами и миллиметрами.Для измерения уровня жидкости применяют поплавковые, буйковые, гидростатические, ультразвуковые и акустические приборы, для измерения уровня жидкости и твердых сыпучих материалов – емкостные и радиолокационные.

Поплавковые уровнемеры. Эти уровнемеры получили широкое распространение благодаря простоте устройства. В этих приборах чувствительным элементом является поплавок, плавающий на поверхности жидкости и перемещающийся по вертикали вместе с изменением уровня. Масса поплавка уравновешивается противовесом. Вертикальное перемещение поплавка приводит в движение передаточный механизм, стрелка которого показывает на шкале уровень жидкости в резервуаре.

Гидростатические уровнемеры. Гидростатический способ измерения уровня основан на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, пропорциональное глубине, то есть расстоянию от поверхности жидкости. Поэтому для измерения уровня гидростатическим способом могут быть использованы приборы для измерения давления или перепада давлений. В качестве таких приборов обычно применяют дифманометры.Недостатками гидростатического метода измерения уровня являются: необходимость надежной тепловой изоляции уравнительных сосудов при высоких параметрах жидкости; появление ошибки в измерении уровня при меняющемся давлении среды в резервуаре. Для устранения последнего недостатка усложняют конструкцию уровнемера – вводят устройство коррекции по давлению, температуре, разности плотностей воды и пара.

Ультразвуковые и акустические уровнемеры. Принцип действия акустических и ультразвуковых уровнемеров, основан на эффекте отражения ультразвуковых волн от границы раздела жидкости и газа. Уровень жидкости в них зависит от времени прохождения этих волн от источника до приемника.В одних уровнемерах (акустических) ультразвуковые волны идут через газовую среду, что обусловливает независимость показаний прибора от вида жидкости (однородная, неоднородная, агрессивная), которая может находиться под давлением до 4 МПа и иметь температуру от 5 до 80 °С. В других уровнемерах (ультразвуковых) источник установлен под резервуаром, и ультразвуковые волны распространяются в жидкостной среде. Эти уровнемеры используют только для однородных жидкостей, поэтому они не получили широкого распространения.

Емкостные уровнемеры. Принцип действия емкостных уровнемеров основан на зависимости электрической емкости первичного преобразователя, введенного в жидкость, от ее измеряемого уровня. Емкостные уровнемеры служат для измерения уровня жидкостей с давлением до 6 МПа и температурой от минус 40 °С до + 200 °С. Конструкция уровнемеров зависит от электрической проводимости жидкостей. Форма электродов может быть различной, чаще всего используют цилиндрические электроды, занимающие весь объем жидкости и газового пространства. Схема емкостного уровнемера приведена на рис. 3.46.Емкостные уровнемеры могут измерять уровень не только жидкостей, но и твердых сыпучих материалов.Большое распространение получили емкостные сигнализаторы уровня. Для повышения чувствительности их электроды устанавливают в горизонтальном положении. В этом случае погрешность измерения не превышает 3 мм.Недостатками емкостных уровнемеров являются невозможность измерения уровня вязких, пленкообразующих, кристаллизирующихся жидкостей, а также высокая чувствительность к изменению диэлектрических свойств жидкости и емкости измерительных проводов.

Радиолокационные уровнемеры. Радиолокационный способ измерения уровня не требует непосредственного контакта с рабочим веществом и поэтому имеет преимущество использования в среде, где традиционные погружаемые и контактные датчики загрязняются или подвержены коррозии. Радиолокационные уровнемеры применяются при работе с турбулентными, вязкими и агрессивными жидкостями, а также с густыми пастами, эмульсиями и суспензиями. Прибор не имеет движущихся частей и достаточно просто монтируется на люках резервуаров.

Вы здесь: Home Автоматизация Готовимся к экзамену по автоматизации химических процессов