Методы и приборы для измерения уровня

Уровнемеры. Методы и приборы для измерения уровня.

Лекция №10

Метод переменного перепада давления

Метод переменного перепада давления является самым распространенным в системах автоматического управления и наиболее изученным методом измерения расхода жидкости, пара и газа.

Р ₁

Р ₂

Р _п

Рис. 1.25. Схема течения

ДМ

Рис. 1.26. Комплект расходомера

I – I – сечение потока до искажения формы.

II – II – сечение в месте максимального сужения.

Р_п - потери давления на трение и завихрения.

Разность давлений Р₁ – Р₂ нелинейно зависит от расхода среды, протекающей через трубопровод:

где K – коэффициент, зависящий от сечения трубы, вязкости жидкости, шероховатости стенок. В случае использования сопла струя, протекающая через него, не отрывается от его профилированной части и поэтому Р_п меньше. Еще меньше потери Р_п в сопле Вентури.

Перепад давления измеряется дифманометрами. Комплект расходомера состоит из элементов (рис. 1.26): сужающее устройство (Д), импульсные трубки (Т), дифманометр (ДМ). В качестве дифманометров обычно используются преобразователи разности давлений типа «Сапфир - 22ДД». Т. к. зависимость между расходом и перепадом давления нелинейна, то либо используется нелинейная шкала показывающего прибора, либо специальные устройства извлечения корня из поступающего с ДМ сигнала.

· Уровня

o Поплавковые

o Ёмкостные

o Радарные

o Ультразвуковые

Для измерения уровня жидкостей может быть использовано различие электрических свойств жидкости и парогазовой смеси под ней. Под электрическими свойствами понимаются диэлектрическая проницаемость и электропроводность веществ.

Рис. 1.27. Уровнемер

Поскольку воздух является диэлектриком, а жидкость имеет электрическое сопротивление, то, например, с увеличением уровня сопротивление среды между электродами пропорционально падает.

Рис. 1.28. Уровнемер

Радиоволновые уровнемеры (рис. 1.28) предназначены для бесконтактного измерения и сигнализации уровня жидкости и сыпучих материалов путем облучения контролируемой среды радиоволнами.

В результате обработки параметров отраженной радиоволны выделяется сигнал, пропорциональный расстоянию от датчика до поверхности L.

Достоинства уровнемеров: надежность, температурная стабильность, отсутствие контакта с измеряемым продуктом, компактность и т.д.

ЧТО НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ ПРИ ВЫБОРЕ УРОВНЕМЕРА?

Добиться экономической эффективности при использовании уровнемера можно только при правильном выборе метода измерения, соответствующего реальным условиям применения. Каждый метод обладает характеристиками и возможностями, которые необходимо тщательно рассмотреть прежде, чем сделать окончательный выбор.

Для правильного и грамотного выбора уровнемера необходимо учитывать следующие факторы:

переменная, которая подлежит рассмотрению (уровень, масса, плотность, граница раздела сред, аварийный сигнал);

требуемая (достаточная) погрешность измерений;

условия внутри резервуара;

характеристики измеряемого продукта;

требования, предъявляемые к прибору, параметрам выходных сигналов, мощности источника электропитания и т.д.;

требования по безопасности.

При выборе средств измерений уровня учитывается:

1. Вид контролируемой среды:

Жидкости

Вязкие/пастообразные среды

Сыпучие материалы