Датчики расхода жидкостей и газов

Г) Радиоизотопные уровнемеры

В) Электрические уровнемеры

По принципу действия делятся на емкостные (измерители и сигнализаторы уровня) и омические (сигнализаторы уровня)

Емкостные уровнемеры

1 - металлический корпус

2 - электрод (металлический стержень)

3 - защитная пленка

4 - измерительная схема

5 - вторичный прибор

Металлический корпус и электрод образуют цилиндрический конденсатор, его электроемкость

Электроемкость конденсатора пропорциональна уровню жидкости в резервуаре. Для измерения электроемкости используется схема 4, при этом электроемкость измеряется двумя методами:

- Резонансный, параллельно емкости включается катушка, образуется колебательный контур, который настраивают на резонансную частоту при некотором уровне С (емкости h). Если h изменяется, то изменяется С, происходит срыв резонансных колебаний, нарушение резонанса фиксируется вторичным прибором.

- Электронные сигнализаторы уровня. Конденсатор включается в одно из плеч мостовой схемы, при изменении уровня меняется емкость С, изменяется напряжение измерительной диагонали данной мостовой схемы. Напряжение измеряется вторичным прибором 5, который градуируется в единицах уровня (уровнемер) ЭИВ электронноизмеритель высоты.

При измерении уровня электропроводных сред электрод 2 покрывается изолирующими материалами. При измерении уровня агрессивных сред электрод выполняется из каррозионностойкого материала или покрывается пленкой.

Омические уравнемеры

Т – трансформатор

К – реле

К1 включена в цепь вторичной обмотки трансформатора

В цепь контактов реле включена лампочка L.

К3 катушки магнитного пускателя.

1- резервуар, 2- Блок электродов,

3-изолирующая колодка.

Среда в резервуарах электропроводная =2^.10³См/м.

Принцип действия: при достижении уровня электродов жидкостью, цепь замыкается, реле срабатывает, загорается лампочка, включается К3 и выключается насос. Данные уровнемеры – сигнализаторы уровня. (ЭРСУ-М)

Они применяются в закрытых резервуарах под давлением с жидкостями, сыпучими минералами.

Принцип действия основан на изменении интенсивности γ - излучения при прохождении через слой вещества толщиной x и плотностью ρ.

- коэффициент поглощения веществом γ – излучения. Источник излучения Со - 60, Сs - 137. ρ=const, x.

1 2 1-источник

2-приёмник

Рис.1 Рис.2 Рис.3

Пример 1: сигнализатор уровня

Пример 2: сигнализатор уровня x.

Пример 3: когда можно поместить ρ. в виде поплавка тоже измеритель уровня.

1.2.3 д) Акустические уровнемеры «Эхо-5»

Нужны для измерения уровня различных сред, в том числе вязких, дестабилизирующих, имеющих осадки, в том числе взрывоопасных сред, а также сыпучих и кусковых материалов от 2 до 10 мм. При этом осуществляется бесконтактное дистанционное управление уровнем данных сред.

Принцип действияакустических уровнемеров основан на локации сред газовых, воздушных, находящихся над контролируемыми средами и отражениями от поверхности раздела (газ – контролируемая среда).

Мера измерения уровня является время прохождения ультразвуковыми импульсами от источника до границы раздела: газ– контролируемая среда и отраженных импульсов от приёмника.

Данный прибор выполнен в 2-х модификациях:

- для нормальных сред(ЭХО-3, ЭХО-5)

- безопасное исполнение(ЭХО 3В, 5В)

Данный уровнемер состоит из 3-х частей:

1.Акустический преобразующий тип АП.

2.Преобразователь, передающий измерительный тип ППИ-5. АП выпускается в пяти модификациях АП-3, АП-4 – применяются для измерения уровней со взрывоопасными средами. АП-6 – для измерения уровней сильновспенивающихся жидкостей. АП и ППИ соединены между собой кабелем связи. Структурная схема акустического уровнемера имеет вид:

3 4 5 6 измерение

2 7 9 сигнализация

Н

1. Акустический преобразователь, встроенный в ёмкость. 2. Генератор вырабатывает электрические импульсы определенной частоты, которые поступают в акустический преобразователь 1, где преобразуются в ультразвуковые импульсы, которые отражаются от границы раздела, газ – контролируемая среда, поступает обратно в акустический преобразователь и в нём осуществляется обратное преобразование ультразвуковых сигналов в электрические импульсы; эти импульсы усиливаются в усилителе 3 и далее они поступают в накопительное устройство 4, в котором осуществляется отделение полезных сигналов или импульсов от разных помех, а также накопление и сумма данных импульсов за 16 периодов тактовой частоты генератора-2.

Формирование электрического унифицированного сигнала (0-5 мА) производится в компенсационном преобразователе, который состоит из схемы сравнения 5, усилителя преобразовательного устройства 6 и элемента обратной связи 7. Для уменьшения погрешности связанной с изменением температуры среды в резервуаре применяются термокомпенсационное устройство 8. Для исключения влияния на показания прибора различных высокочастотных помех применяются специальные компенсационные устройства находящиеся в блоке. С выхода блока 6 снимается сигнал пропорциональный замеренному уровню: Блок 9 нужен для выдачи сигнала по линейному и максимальному уровню среды в резервуаре. Достоинства: универсальность, высокая надежность для различных сред.

Расходом сред называется количество вещества проходящее через поперечное сечение трубопровода за определённый интервал времени.

, где .

Данные измерения Q осуществляют расходомерами.

По принципу действия они подразделяются:

1 - Расходомеры переменного перепада давлений, основаны на дросселировании потока вещества через сужающие устройства создающие перепад давлений.

2 - Расходомеры постоянного перепада давлений, основаны на дросселировании потока через сужающие устройства создающие перепад давлений.

3 - Электромагнитные расходомеры на поведении в потоке под действием магнитного поля индукционной ЭДС, пропорциональной величине расхода потока.

4 - Вихревые – измерение потерь давления в потоке за счет вихреобразования создаваемого неудобно обтекаемым телом, установленным на пути потока.

5 - Акустические, основаны на измерении времени прохождения импульсов, создаваемых акустическими генераторами.