Датчики

Ультразвуковой

Ультразвуковой уровнемер — это средство измерения уровня, получившее широкое распространение в химической технологии, так как позволяет измерять уровень агрессивных сред, является точным, недорогим и легко устанавливаемым.

Принцип действия ультразвуковых уровнемеров основан на измерении времени прохождения ультразвуковых волн от источника к приемнику. На пьезоэлектрик (- диэлектрики, в которых наблюдается пьезоэффект, то есть те, которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности, либо под влиянием внешнего электрического поля деформироваться) подаётся переменное напряжение, пьезоэлектрик начинает сжиматься и расширяться. Колебания пластинки передаются частицам окружающей среды, что и порождает ультразвуковую волну. Этот эффект называется обратным пьезоэффектом. Измерив время прохождения сигнала от источника к приемнику и зная скорость распространения ультразвука, можно найти расстояние от излучателя до поверхности раздела фаз.

Ультразвуковые уровнемеры имеют «слепую» зону, когда измеряемый объект находится слишком близко от преобразователя; отраженный сигнал возвращается быстро, когда преобразователь еще не успел перестроиться к приёму сигнала.

Важным достоинством ультразвуковых уровнемеров является то, что не требуется контакт со средой, уровень которой измеряется, при этом цена ультразвуковых уровнемеров ниже других приборов бесконтактного типа (например, микроволновые радарные уровнемеры).

При всех достоинствах имеются и недостатки. Большая конусность излучения и возможные отражения сигнала от стационарных препятствий (трубы, перегородки, мешалки). Проблема может быть решена правильным расположением и монтажом прибора, а также определенной настройкой программного алгоритма уровнемера, которая позволит игнорировать ложные эхосигналы. Также на измерение влияет поверхность жидкости. Например, пенообразующие жидкости могут ослаблять эхосигнал, или сильная турбулентность вызывает ошибку измерений.

Ёмкостной

Ёмкостной уровнемер — это средство измерения уровня, действие которого основано на зависимости электрической ёмкости чувствительного элемента первичного измерительного преобразователя от уровня исследуемой среды.

Первичный измерительный преобразователь представляет собой электрический конденсатор. Деталями любого простейшего конденсатора являются электроды, разделённые диэлектриком или изоляционным материалом, в частности, от диэлектрической проницаемости которого будет зависеть величина ёмкости. Конструктивно электроды могут иметь вид металлических плоских пластин, стрежней, коаксиально расположенных между собой цилиндров. Также на конструкцию ёмкостного преобразователя будет влиять уровень какой среды измеряется — неэлектропроводной или электропроводной. Если диэлектрическая проницаемость жидкости величина постоянная, то мы получим, что при увеличении уровня жидкости в резервуаре пропорционально изменяется ёмкость преобразователя.

У данной конструкции имеются и недостатки, например, не рекомендуется измерять уровень вязких сред, так как затруднено заполнение пространства между электродами измеряемой жидкостью. Также нельзя измерять уровень быстросохнущих, пастообразных сред.

Гидростатический DMP

Гидростатический уровнемер — это средство измерения уровня, принцип действия которого основан на линейной зависимости между гидростатическим давлением столба жидкости и высотой этого столба. Измерив давление, оказываемое жидкостью на дно или стенку резервуара, и зная плотность этой жидкости, можно определить уровень.

Выделяют следующие типы гидростатических уровнемеров — врезные и погружные

Врезные гидростатические уровнемеры устанавливаются в нижней части резервуара и измеряют гидростатическое давление столба жидкости. Состоят из металлической или керамической мембраны, промежуточного преобразователем и блока электроники, который позволяет на выходе получить аналоговый сигнал и цифровой код для вывода данных на дисплей (в случае необходимости). Промежуточные преобразователи могут быть тензометрические, пьезометрические и ёмкостные .

Гидростатический ОВЕН

В случаях, когда нет возможности применить врезной датчик (например, когда необходимо измерить уровень жидкости в скважине), используется гидростатический уровнемер погруужного типа. Погружной гидростатический уровнемер состоит из погружного кабеля и цилиндрического корпуса (рис. 18, б). Кабель имеет внутри полую трубку для сообщения с атмосферным давлением, защищенную на обратном конце воздухопроницаемым, но водонепроницаемым фильтром. Кабель всё время погружен в среду, уровень которой измеряется, к тому же если измеряется глубокий уровень, то кабель несёт достаточно высокую нагрузку, следовательно к нему предъявляют высокие требования, и длина кабеля может сильно влиять на итоговую стоимость данного уровнемера. Корпус погружного гидростатического уровнемера (в зависимости от среды, уровень которой измеряется, может быть выполнен из нержавеющей стали, поливинилхлорида, поливинилиденфторида) содержит так же, как и корпус уровнемера врезного типа, чувствительный элемент — мембрану, промежуточный преобразователь и электронный модуль. В случае, если измеряется уровень среды, содержащей загрязнения, то корпус снабжают колпачком, чтобы защитить мембрану.