-
Устройство, принцип действия, область применения и метрологические характеристики гидростатических, механических и весовых уровнемеров.
Найпростішим гідростатичним ЗВТ з видимим рівнем служить
рівнемірне скло, що установлюють зовні ємності з рідиною і яке
представляє собою товстостінну скляну прозору трубку або пласти-
ну з металевим захисним кожухом, відкритим з однієї сторони для
візуалізації показань. Залежно від робочого тиску в ємності ці ЗВТ
бувають різних конструкцій. Наприклад, у ємностях з атмосферним
тиском у якості рівномірного скла часто застосовують прозорі плас-
тикові шланги, довжина яких перевищує діапазон зміни рівня в
посудині. Внутрішній діаметр рівномірного скла не повинен бути
меншим 10 мм, інакше вплив поверхневого натягу рідини у вигляді
меніска в трубці приведе до значної похибки вимірювання.
Рівномірні стікла працюють за принципом сполучених посудин.
Їхня нижня частина зв’язана сполучною (імпульсною) трубкою з
рідиною, що заповнює ємність, а верхня частина відкрита або
зв’язана імпульсною трубкою з над рідинним простором посудини.
Видимий в рівномірному склі стовп рідини відповідає вимірювано-
му рівню в ємності. Похибка вимірювання складає 1—2 мм.
Поплавкові індикатори й сигналізатори рівня, застосовувані у
відкритих резервуарах і посудинах, у якості чутливого елемента
використовують поплавець, що плаває на поверхні рідини. Зміна
рівня приводить до переміщення поплавця, зв’язаного штоком або
тросом з одним з ПП переміщення, розглянутих в розділі 7, що
дозволяє виробити електричний або пневматичний вихідний сигнал.
Поплавкові ЗВТ рівня в залежності від типу мають клас точності від
1.0 до 4.0.
Буйкові індикат тори й сигналізатори рівня, де в якості чутливого
елемента використовують буй, частково занурений у рідину, засто-
совують в закритих посудинах. Потопаючий буй підвішують на
тросі або пружині для вимірювання результуючого зусилля, пропо-
рційного вимірюваному рівню рідини. При цьому на буй діють його
сила ваги й архімедова сила зануреної в рідину частини буя. Зміна
рівня приводить до зміни значення архімедової сили й відповідно
результуючого зусилля, вимірюваного одним з розглянутих в розділі
7 Перетворювачів зусилля, наприклад, за допомогоюп’єзометричного
ПП. Клас точності буйкових ЗВТ в залежності від типу коливається
від 1.0 до 4.0.
Манометричні індикатори й сигналізатори рівня, застосовувані у
відкритих посудинах з атмосферним тиском, засновані на залежності
тиску в рідині від її рівня. Тут застосовують манометри, що показують
або сигналізують, шкала яких виражена в одиницях рівня рідини.
Вхідний імпульс вводять в ЗВТ рівня за допомогою імпульсної труб-
ки, що з’єднує цей манометр з рідиною на рівні дна резервуара. Клас
точності відповідає класу точності використаного манометра.
Диференційні манометри, розглянуті нами раніше, наприклад,
тензометричні, такі як «Сапфір 22-ДГ» або інші, застосовують для
вимірювання рівня в резервуарах, що працюють під вакуумом або
високим тиском, коли інші ЗВТ не забезпечують необхідної точнос-
ті вимірювання рівня.
До механічних ЗВТ рівня сипучих матеріалів, що використову-
ють сьогодні в промисловості, відносять різні сигналізатори, прин-
цип дії яких полягає в силовому впливі вимірюваного рівня на
чутливий елемент — мембрану, щуп, зонд, лопать і т.д.
На рис. 11.1 показаний мембранний сигналізатор рівня зер-
на. Корпус сигналізатора 1, змонтовано на стінці 2 ємності із зер-
ном. Чутливим елементом служить мембрана 3 зі зворотною пру-
жиною 4 і гвинтом — задатчиком 5 рівня. Мікровимикач 6 пере-
творює переміщення мембрани в дискретний вихідний електрич-
ний сигнал.
Рис. 11.1. Мембранний сигналізатор рівня зерна
З ростом рівня сипучого матеріалу збільшується його горизон-
тальний тиск, що сприймається чутливим елементом, установленим
у нижній частині резервуара. Коли цей тиск на мембрану стає біль-
ше зусилля, яке розвивається зворотною пружиною, мембрана про-
гинається й натискає кнопку мікровимикача. Він спрацьовує, зами-
каючи свій «сухий контакт» і виробляючи цим сигнал про переви-
щення рівнем заданого значення.
Коли рівень знижується, тиск на заслінку слабшає й зворотна
пружина встановлює заслінку у вихідне положення. Кнопка мікро-
вимикача звільняється, відбувається розмикання його контакту й
вихідний сигнал стає рівним нулю.
Аналогічно працює й датчик-реле рівня зерна типу СУ-1Ф, який
перетворює горизонтальний тиск зерна, пов’язаний з його рівнем у
бункері, в поворот важеля-прапорця, що впливає на мікровимикач,
включений у коло сигналізації.
Вагові ЗВТ визначають масу матеріалу в ємності, вимірюючи за
допомогою тензодатчиків зусилля, що доводяться на її опори.
Звичайно під опори ємності встановлюють тензодатчики (див. §7.4),
кількість і тип яких встановлюються потрібною точністю і діапазо-
ном вимірювання ЗВТ.
Тензодатчики підключають до мікропроцесорного контролера
комплекту рівнеміра, який з результату вимірювання віднімає вагу
тари й одержує чисту вагу матеріалу в ємності.
Вихідні сигнали звичайно уніфіковані струмові або цифрові.
Клас точності таких ЗВТ 0.1, 0.25, 0.5 або 1.0.
З технічної точки зору вагові ЗВТ рівня є одними з найзручніших
при автоматизації виробництва. Основним обмеженням їх застосу-
вання служить висока ціна, яка визначається необхідною кількістю і
типом тензодатчиків.