51. Емкостные уровнемеры, радарные, ультразвуковые.

Емкостные уровнемеры. Емкостными называют уровнемеры, основанные на зависимости электрической емкости конденсаторного преобразователя, образованного одним или несколькими стержнями, цилиндрами или пластинами, частично введенными в жидкость, от ее уровня.

Конструкция конденсаторных преобразователей различна для электропроводных и неэлектропроводных жидкостей.

Конденсаторный преобразователь для неэлектропроводных жидкостей, состоящий из двух коаксиально расположенных электродов 1 и 2, помещенных в резервуар 3, в котором производится измерение уровня, изображен на рис. 11.17, а. взаимное расположение электродов зафиксировано проходным изолятором 4. Электроды образуют цилиндрический конденсатор, часть межэлектродного пространства которого высотой Н заполнена контролируемой жидкостью, оставшаяся часть высотой (H-h)- ее парами.

ε₀-диэлектрическая проницаемость вакуума; ε-относительная диэлектрическая проницаемость вещ-ва, заполняющего межэлектродное пространство; Н-высота электродов; -диаметры внутреннего и наружно электродов.

запишем

где иотносительные диэлектрические проницаемости жидкости и газа над ней.

Суммарное выходное сопротивление преобразователя Z_пр , кроме емкостей и, определяется также емкостьюпроходного изолятора и его активным сопротивлениемR_и. Следовательно

И следовательно

Для уменьшения влияния изменения на показания уровнемера используют компенсационный конденсатор 11.18.

Для электропроводящих жидкостей 11.19

Плюсы : дешевизна, простота обслуживания, удобство монтажа первичного преобразователя, отсутствие подвижных элементов, возможность использования в широком диапазоне температур и давлений.

Недостатки : непригодность для измерения вязких, пленкообразующих, кристаллизующихся жидкостей и содержащих примеси, выпадающие в осадок.

Радарные уровнемеры. Радиоволновыми называют уровнемеры, основанные на зависимости параметров колебаний электромагнитных волн о высоты уровня жидкости.

Работа радиолокационных уровнемеров основывается на явлении отражения электромагнитных волн от границы раздела сред.

Схема уровнемера 11.24 состоит из излучателя 1, приемника электромагнитной энергии 2 и преобразователя 3 измерения интервала времени. Уровень h определяется измерением временного интервала между моментом посылки сигнала излучателем 1 и приходом отраженного согнала на приемник 2.

ε-диэлектрическая μ-магнитная проницаемости

52. Расходомеры переменного перепада давления.

Метод основан на фундаментальном законе сохранения энергии и уравнении неразрывности скорости и площади сечения потока. Согласно закону сохранения энергии (1), соотношение между скоростью потока измеряемой среды и давлением в трубопроводе является постоянным: p + ( V_ср × ρ ) / 2 = const (1) где p – давление в трубопроводе;ρ – плотность среды;V_ср - средняя скорость потока. Из формулы (1) видно, что при увеличении скорости потока происходит уменьшение давления в трубопроводе, и наоборот снижение скорости потока приводит к росту давления в трубопроводе. Уравнение неразрывности потока в трубопроводе: V_ср × S = const (2) где S – площадь сечения трубопровода.

Исходя из уравнения неразрывности (2) можно сделать вывод, что при сужении трубопровода – скорость потока возрастает, а при расширении трубопровода – скорость потока падает. Метод переменного перепада давления предполагает наличие специального устройства, которое создает локальное сужение трубопровода, благодаря чему происходит локальное увеличение скорости потока измеряемой среды. В качестве стандартных сужающих устройств используются:

• трубки Вентури;

• трубки Пито;

• расходомерные сопла;

• диафрагмы.

Наиболее часто в качестве сужающего устройства используются диафрагмы.

Плюсы

• Универсальность.

• Низкая первоначальная стоимость.

• Беспроливная методика поверки. Для периодической поверки расходомеров на СУ требуется измерить геометрические размеры сужающего устройства и поверить датчик дифференциального давления.

• Отсутствие движущихся частей.

• Измерение расхода в условиях высокого давления.

• Измерение расхода в условиях высоких и низких температур.

• Широкий диапазон типоразмеров.

Минусы

• Узкий динамический диапазон.

• Высокая стоимость эксплуатации.

• Небольшой межповерочный интервал. Стандартный межповерочный интервал расходомера на СУ составляет – 1 год.

• Низкая точность измерений. Погрешность измерений обычно менее 3,0-3,5 %.