Модуль 3: Измерение уровня, расхода, массы и состава жидкостей и газов.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 17

Изучение первичных измерительных преобразователей уровня

1.Цель работы

Целью работы является изучение принципов действия поплавковых, буйковых, емкостных, кондуктометрических, лотовых, гидростатических уровнемеров и определение их метрологических характеристик.

2. При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться измерительными приборами лабораторного стенда.

3. Общие положения

Измерение уровня жидких и сыпучих материалов играет важную роль при автоматизации технологических процессов пищевых производств. Применяют большое число методов и технических средств измерения уровня, некоторые из которых рассмотрим в ходе лабораторной работы.

Уровень жидкости в открытых резервуарах обычно измеряют поплавковыми, а в закрытых сосудах с повышенным давлением – буйковыми ПП уровня (например, типа ДУЖЭ-200М). Поплавковые и буйковые ПП используют Архимедову силу для преобразования уровня в перемещение чувствительного элемента – поплавка (буйка) с дальнейшим преобразованием в электрический или пневматический выходной сигнал.

Уровень неэлектропроводных жидкостей и сыпучих материалов часто измеряют емкостными уровнемерами (например, типа РИС-101) и сигнализируют датчиками-реле уровня (например, типа РОС-101). Чувствительным элементом служит электрический конденсатор, образованный между корпусом резервуара и стержневым или проволочным электродом, обычно во фторопластовой изоляции, установленным вертикально. При увеличении уровня в резервуаре происходит замещение газовой среды с низкой диэлектрической проницаемостью, на жидкую (или сыпучую) с высокой диэлектрической проницаемостью, при которой емкость измерительного конденсатора возрастает. При снижении уровня емкость ПП снижается.

Уровень электропроводных жидкостей и сыпучих материалов измеряют (сигнализируют) кондуктометрическими преобразователями, в качестве ПП которых служат электроды, устанавливаемые в резервуаре и подключаемые к блоку вторичного преобразователя. Сигнализаторы уровня (например, типа САУ-6 «ОВЕН») при этом могут иметь четыре электрода, один из которых служит источником измерительного тока, а три других – приемниками, имеющими разную длину и монтируемыми вертикально для сигнализации верхнего, нормального и нижнего допустимых уровней. Измерительная электрическая цепь замыкается при повышении уровня в момент касания электропроводной жидкостью (сыпучим материалом) электрода-приемника и размыкается при разрыве этого контакта с понижением уровня. Уровнемеры в отличие от сигнализаторов, преобразуют изменение сопротивления между электродами, пропорционального изменению уровня, в унифицированный аналоговый выходной сигнал.

Для измерения и сигнализации уровня используют и гидростатические ПП. С ростом уровня увеличивается давление, воспринимаемое чувствительным элементом, установленным в нижней части резервуара. Например, датчик-реле уровня зерна типа ДУЗ или СУ-1Ф преобразует горизонтальное давление зерна, связанное с его уровнем в бункере, в поворот рычага-флажка, воздействующего на микровыключатель, включенный в цепь сигнализации. Уровнемеры жидкости при этом преобразуют сигнал чувствительного элемента, например, дифманометра «Сапфир 22ДГ» (измеряющего гидростатическое давление жидкости) в унифицированный токовый выходной сигнал.