4.5 Электрические си уровня

 

 По виду чувствительного элемента различают:

-        емкостные расходомеры;

-        кондуктометрические расходомеры.

 

4.5.1  Емкостные уровнемеры

 

Принцип действияоснован на зависимости электрической емкости чувствительного элемента (ЧЭ) первичного измерительного преобразователя от уровня жидкости.

          Конструктивно ЧЭ выполняются в виде коаксиально расположенных цилиндрических электродов.

          Их конструкции зависят от физико-химических свойств жидкости:

1)                для неэлектропроводящих жидкостей (диэлектриков), имеющих электропроводность менее 10См/м, применяются уровнемеры,  схема которых показана на рисунке 4.4,А;

2)                для измерения уровня электропроводящих жидкостей (удельная электропроводность > 10См/м) применяются уровнемеры с другими ЧЭ (см. рисунок 4.4,Б).

                          А)                                                                 Б)

 

                                Рисунок 4.4 -  Схемы емкостных уровнемеров

 

Обозначения на рисунке 4.4,А: 1,2 – коаксиально расположенные электроды (цилиндрические конденсаторы); 3 – изолятор.

          Межэлектродное пространство до высоты h заполнено жидкостью, а пространство (H-h) - парогазовой смесью. Изолятор 3 применяется для фиксации взаимного расположения электродов.

Обозначения на рисунке 4.4,Б: 1 - металлический электрод; 2 - фторопластовая изоляция.

В качестве 2-го электрода используется либо стенка резервуара, если она металлическая, или специальный металлический электрод, если стенка резервуара выполнена из диэлектрика.

Преобразование электрической емкости этих ЧЭ в сигнал измерения информации осуществляется мостовым, резонансным или импульсным методом.

Диапазон измерения емкостных уровнемеров: минимальный 0¸0,4 м, максимальный  0¸20м. Рабочее давление 2,5¸10 Мпа. Класс точности 0,5; 1.0; 2.5.

Существуютемкостные уровнемеры сыпучих сред.Верхний предел измерений 4¸20 м. Класс точности 2,5.

 

4.5.2 Кондуктометрические сигнализаторы уровня

 

Кондуктометрические сигнализаторы уровня (см. рисунок 4.5) предназначены для сигнализации уровня электропроводящих жидких и сыпучих сред с удельной проводимостью >10См/м.

 

 

                             Рисунок 4.5 - Схема сигнализатора верхнего

                                                     предельного уровня жидкости

 

Обозначения на схеме: 1-электрод; 2-реле.

При достижении уровнем значения h замыкается цепь между 1 и корпусом технологического аппарата. При этом срабатывает реле 2, включая в схему сигнализацию.

          Электроды изготовляются из стали специальных марок или угля, причем угольные электроды используются только при измерении уровня жидких сред.

         

4.6 Акустические си уровня

 

          Существуют различные принципы построения акустических уровнемеров. Наиболее распространенпринцип локации: измерение уровня по времени прохождения УЗ - колебаниями расстояния от излучателя до границы раздела 2-х сред и обратно.

         Уровнемеры, в которых локация границы раздела 2-х сред осуществляется через газ, называютсяакустическими, а уровнемеры с локацией границы раздела двух сред через слой рабочей среды –ультразвуковыми.

         Преимуществоакустических уровнемеров – не зависят от физико-химических свойств и состава рабочей среды.Недостаток– зависимость от температуры, давления  и состава газа.

          Как правило, акустические уровнемеры представляют собой сочетание первичного, промежуточного, а в некоторых случаях и передающего измерительных преобразователей. Поэтому, сторого говоря, акустические уровнемеры следует рассматривать как часть измерительной системы с акустическими измерительными преобразователями.    

Акустический уровнемер жидких сред состоит из первичного и промежуточного преобразователей. Первичный преобразователь представляет собой пьезоэлемент, выполняющий одновременно функции источника и приемника ультразвуковых колебаний. В промежуточном преобразователе при измерении генератор с определенной частотой вырабатывает электрические импульсы, которые подаются в пьезоэлемент, где они преобразуются в ультразвуковые импульсы. Последние распространяются вдоль акустического тракта, отражаются от границы раздела жидкость – газ и воспринимаются тем же пьезоэлементом, преобразующим их в электрические импульсы. Далее импульсы подаются в промежуточный преобразователь на схему измерения времени отражения сигнала. Растояние между первичным и промежуточным преобразователями – не более 25 м. Диапазоны измерения уровня: 0-1; 0-2; 0-3 м. Класс точности - 2,5. Температура контролируемой среды: 10-50С, давление в технологическом аппарате до 4 Мпа.

Акустические уровнемеры сыпучих сред по принципу действия и устройству аналогичны акустическим уровнемерам жидких сред. Акустические уровнемеры сыпучих сред входят в номенклатуру ГСП и имеют унифицированный токовый сигнал. Они могут быть одноточечными и многоточечными. Многоточечные уровнемеры состоят из нескольких  (до 30) первичных измерительных преобразователей акустического типа, каждый из которых  размещается на отдельном технологическом аппарате и через коммутатор подключаются к промежуточному измерительному преобразователю.Контролируемая среда - гранулы диаметром 2¸200мм. Диапазон измерения: минимальный - 0¸2,5 м; мaксимальный - 0¸30м.      Класс точности – 1,0; 1.5.