Уровнемеры

Уровнемеры

Уровнемер – это прибор для промышленного измерения, контроля и регулирования уровня жидкости и сыпучих веществ в резервуарах, хранилищах, технологических аппаратах и т.п.

Предприятиями, входящими в нашу группу компаний, а также и нашими партнерами производятся и поставляются следующие виды измерительных приборов, систем и оборудования для контроля и регулирования уровня (далее У.) жидкостей и сыпучих продуктов:

1. Уровнемеры — ультразвуковые (акустические), радарные и поплавковые датчики-преобразователи уровня.2. Преобразователи (датчики) уровня с унифицированным выходным сигналом 4-20мА и/или цифровым выходом (RS485, HART-протокол и пр.

): уровнемеры электрические, пневматические, гидростатические, буйковые (поплавковые), радиолокационные (радиоволновые) и прочие ).3.

Датчики-реле и сигнализаторы уровня с релейным выходом для дискретного контроля одного или нескольких фиксированных положений значений (контрольных точек) У.: поплавковые, кондуктометрические, ёмкостные, ультразвуковые и вибрационные и других принципов действия.4.

Регуляторы, контроллеры, приборы и дополнительное оборудование (обогреватели ОУр, арматура, импульсные линии, сосуды, разделители, охладители).

см. всю номенклатуру приборов и систем контроля уровня.

Марки поставляемых акустических (ультразвуковых), радиоволновых и поплавковых уровнемеров

В данном разделе представлены следующие виды и марки поставляемых акустических (ультразвуковых), радиоволновых и поплавковых уровнемеров – ЭХО, РУПТ, УР-203, БАРС и другие, для измерения уровня жидкости и сыпучих веществ.

ЭХО-АС-01 — уровнемер ультразвуковой акустический для измерения уровня жидких сред, в том числе взрывоопасных, агрессивных, вязких, неоднородных, выпадающих в осадок, а также сыпучих материалов.

РУПТ-А— уровнемер поплавковый Датчики уровня состоят из первичного преобразователя (ПП) и передающего преобразователя (ППР), диапазон измерения 1-16м, выход 0-5, 0-20, 4-20мА.
РУ-ПТЗ — уровнемер ультразвуковой поплавковый диапазон измерения РУ-ПТ до 12м, выход 0-5, 0-20, 4-20мА, RS-485.

УР-203Ех — уровнемер радиоволновый для измерения уровня жидких, сыпучих и кусковых продуктов.
БАРС-322МИ, -322И-М — уровнемер радиоволновый (выход: мА, RS485).
БАРС-332МИ — уровнемер радиоволновый.
БАРС-341И — уровнемер радиоволновый.

БАРС-351И,-352И — уровнемер радиоволновый.
Также, могут быть поставленны и другие марки уровнемеров.

Также, рекомендуем ознакомиться с другими видами приборов контроля и регулирования уровня, представленными в смежных разделах:
а) преобразователи (датчики) уровня – Сапфир-22ДУ, УБ-ЭМ, УРБ-П, ПИУП, ПУМА, МПУ, УГЦ, LMP, LMK, Зонд-10ГД и др.
б) регуляторы уровня – САУ, ДРУ и др.
в) датчики-реле (сигнализаторы) – РОС,  РИС, ДРУ, ЭРСУ, ДУЕ, ЭХО, Зонд, ДУЖЕ(П), РДУ, САУ, СУС, СУГ, СУ, ИСУ, СПУ, СУВ, УСУ, АСУ, УЗС, УЗР, СУЖ, СУМ, ДСУ, ЭСУ, УМС, СУПТ и др.

Дополнительная информация об уровнемерах

Уровнемер (У.) – это прибор для промышленного измерения или контроля уровня жидкости и сыпучих веществ в резервуарах, хранилищах, технологических аппаратах и т.п.

Различают уровнемеры – указатели (для непрерывного измерения, в т.ч.

преобразователи (датчики) уровня) и уровнемеры — сигнализаторы (для дискретного контроля одного или нескольких фиксированных положений уровня (датчики-реле)).

По принципу действия уровнемеры разделяются на механические, гидростатические, электрические, акустические, радиоволновые, радиоактивные.

Акустические (ультразвуковые) и радиоволновые уровнемеры получили наибольшее распространение для измерения, контроля и регулирования уровня сыпучих веществ.

В радиоактивных У.

используют просвечивание объекта измерения гамма-лучами радиоактивных элементов, интенсивность которых зависит от объёма измеряемого вещества.

Механические У. бывают поплавковые, с чувствительным элементом (поплавком), плавающим на поверхности жидкости; и буйковые, действие которых основано на измерении выталкивающей силы, действующей на буёк. Перемещение поплавка или буйка через механические связи или систему дистанционной (электрической или пневматической) передачи сообщается измерительной системе прибора.

Электрические У. бывают ёмкостные и кондуктометрические. В емкостных У. чувствительным элементом служит конденсатор, ёмкость которого изменяется пропорционально изменению уровня жидкости.

Действие кондуктометрического У. (обычно используются в качестве датчиков-реле У.

) основано на измерении сопротивления между электродами, помещенными в измеряемую среду (одним из электродов может быть токопроводящая стенка резервуара или аппарата).

Измерение уровня гидростатическими У. основано на уравновешивании давления столба жидкости в резервуаре давлением столба жидкости, заполняющей измерительный прибор, или реакцией пружинного механизма прибора (см. также дифманометры-У.).

Конструктивно все У. для жидкостей выполняются для открытых резервуаров и для резервуаров, находящихся под избыточным давлением.

Как правильно выбрать и заказать (купить) уровнемер

1. Четко определите, для каких целей Вам нужен прибор контроля уровня.2. Выберите, какой тип и модификация уровнеметра  Вам реально подходят, и какие функциональные возможности действительно необходимы (т.к. разного рода «излишества», возможно, будут необоснованно дорого стоить).3.

Проверьте, достаточно ли технических характеристик и параметров для правильного оформления заказа (см. формы заказа).4. Какое дополнительное оборудование ещё необходимо (установочные и монтажные арматура и элементы (фланцы, бобышки), вспомогательные блоки, узлы, устройства, сосуды и т.п.).5.

Какую сумму за оборудование и дополнительные расходы (в т.ч. за тару и доставку) Вы готовы заплатить.6.

Какая форма оплаты и срок поставки для Вас приемлемы (учтите, что частичная предоплата или срочное выполнение заказа («вне очереди») иногда могут привести к незначительному удорожанию продукции).

8. Каким способом Вам удобнее получить продукцию (самовывоз, доставка, отгрузка через транспортную кампанию или иное).

После этого оформляйте и присылайте нам заявку, отразив в ней как можно больше ответов на вышеуказанные вопросы.
В этом случаи мы уверены, что наше предложение (цены, сроки и пр.) покажется Вам действительно интересным (см. также  — «Специальные предложения» ).

Copyright © 2008 ТеплоКИП. КИПиА

5. Уровень

страница → Продукция → 5. Уровень

Предприятиями, входящими в группу компаний ГК «Теплоприбор», и нашими партнерами производятся и поставляются следующие виды измерительных приборов, систем и оборудования для контроля и регулирования уровня жидкостей и сыпучих продуктов:

1. Уровнемеры — ультразвуковые (акустические), радарные и поплавковые датчики-преобразователи уровня.

2. Преобразователи (датчики) уровня с унифицированным выходным сигналом 4-20мА(20-4мА) и/или цифровым выходом (интерфейс RS-485/232 или HART-протокол и пр.): уровнемеры электрические, пневматические, гидростатические (погружные и врезные), поплавковые и буйковые, радиолокационные (радиоволновые) и прочие ).

3. Датчики-реле и сигнализаторы уровня с релейным выходом для дискретного контроля одного или нескольких фиксированных положений значений (контрольных точек) уровня: поплавковые, кондуктометрические, ёмкостные, ультразвуковые, вибрационные, термодифференциальные и других принципов действия.

4. Измерители-регуляторы, регистраторы-самописцы, контроллеры, приборы и дополнительное оборудование (обогреватели ОУр, арматура, импульсные линии, сосуды, разделители, охладители — см. раздел доп. оборудование).

Подробнее о приборах и системах контроля уровня (уровнемерах-преобразователях, датчиках-реле/сигнализаторах), их видах, принципах действия, конструктивных исполнениях, а также о технических характеристиках, особенностях выбора (как правильно выбрать, заказать, купить), комплектации, областях применения, о ценах (см. прайс-листы на уровнемеры), наличию на складе или сроках изготовления см. ниже.

Перепад уровня – это разность измеряемых высот (между верхней и нижней контрольными отметками столба жидкости или сыпучего материала) в резервуаре.
Измеряется уровень (далее У.) в линейных единицах измерения длины (в СИ — метр) – мм, см, м.

Методы измерения уровня жидких и сыпучих сред

Все наиболее распространённым методы измерения уровня, которые позволяют преобразовать значение У.

в электрическую (реже пневматическую) величину и передавать её значение в виде унифицированного электрического (или пневматического) сигнала, пригодного для автоматических систем управления технологическими процессами (АСУТП), можно разделить на контактные и бесконтактные методы:

контактные методы измерения уровня:
волноводный,
поплавковый,
емкостной,
гидростатический,
буйковый;

бесконтактные методы измерения уровня:
зондирование звуком (акустический, ультразвуковой метод),
зондирование электромагнитным излучением (радиолокационный (радиоволновый) метод),
зондирование радиационным излучением.

С развитием техники (контрольно-измерительных приборов и автоматики — КИПиА) каждый метод измерения уровня приобретает характерный набор своих технических реализаций, которые в каждом конкретном случае имеют как преимущества, так и определенные недостатки.

Наибольшее применение в промышленности для измерения уровня жидкости получили поплавковый и гидростатический методы измерений.

Для первого используют поплавковые уровнемеры, действие которых основано на следящем положении поплавка, а у второго – на измерении гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты её уровня в резервуаре.

Для измерения уровня жидкости, также широко используют буйковые, пьезометрические, емкостные, акустические, высокочастотные и другие уровнемеры.

Также, существуют методы и специальные приборы для измерения уровня сыпучих материалов (зерна, муки, комбикорма, песка, гравия, химикатов, порошков и пр.).

Виды и принципы действия уровнемеров

Уровнемер – это прибор, предназначенный для определения (измерения, контроля) уровня содержимого в открытых и закрытых сосудах, резервуарах, хранилищах, технологических аппаратах и других ёмкостях.

Под содержимым подразумеваются разнообразные виды жидкостей (в том числе и газообразующие), а также сыпучие и другие материалы. Уровнемеры (преобразователи, датчики У.

) отличаются от сигнализатора (датчика-реле) уровня возможностью измерять градации уровня по всем диапазоне перепада, а не только его граничные значения (заданные точки — уставки).

Поэтому, Уровнемеры – это преобразователи уровня в непрерывный выходной сигнал во всем диапазоне измерения (обычно в электрический унифицированный выходной сигнал: токовый 0-5мА, 4-20мА (или инверсный 5-0/20-4мА) и/или в цифрой код (интерфейсы RS485, RS232, USB, M-Bus или протоколы: HART-протокол, ModBus и другие), на взрывоопасных производствах могут применяться пневматические датчики с выходным сигналом 20-100кПа),

Благодаря своей технологичности и разнообразию исполнений для решения разных задач приборы измерения, контроля и регулирования уровня нашли самое широкое применение в промышленности, в энергетике (в автоматических системах управления и регулирования технологических процессов — АСУ ТП), ЖКХ, химической, нефте-газовой и других отраслях.

Физические принципы действия уровнемеров

По принципу действия уровнемеры для жидкостей разделяются на механические, гидростатические, электрические, акустические, радарные (радиолокационные), радиоактивные и другие.

Простейший визуальный Уровнемер – водомерное стекло  (водоуказательное стекло Клингера), в котором использован принцип сообщающихся сосудов, служит для непосредственного наблюдения за уровнем жидкости в закрытом сосуде(резервуаре).

Механические Уровнемеры бывают поплавковые, с чувствительным элементом (поплавком), плавающим на поверхности жидкости, и буйковые, действие которых основано на измерении результирующей разнонаправленных сил, действующей на буёк (разницы выталкивающей гидростатической (Архимедовой) силы * и гравитационной силы тяжести). Перемещение поплавка или буйка через механические связи или систему дистанционной (электрической или пневматической) передачи сообщается измерительной системе прибора.

Измерение уровня гидростатическими Уровнемером (как механическим, пневматическим и электрическим (погружного, так и врезного принципа)) основано на уравновешивании давления столба жидкости в резервуаре давлением столба жидкости, заполняющей измерительный прибор, или реакцией упруго-пружинного механизма прибора, измерение ведется относительно атмосферного-Ратм (открытый резервуар) или «давления наддува»-Рн поверх зеркала жидкости в резервуаре под давлением, по формуле:
ΔP = Р — Рн,  где Р = ρgh + Рн *,где ρ — плотность жидкости (кг/м3),g — ускорение свободного падения (g=9,81м/с2),h — высота столба жидкости (м).

(см. также механические Дифманометры-уровнемеры и электрические преобразователи гидростатического давления (зонды погружного типа) и датчики избыточного и дифференциального (перепада) давления).

Электрические Уровнемеры бывают ёмкостные и кондуктометрические.В ёмкостных уровнеметрах чувствительным элементом служит конденсатор, ёмкость которого изменяется пропорционально изменению уровня жидкости.

Действие кондуктометрического датчика-реле (сигнализатора) У. основано на измерении сопротивления между электродами, при погружении в электропроводную измеряемую среду (одним из электродов может быть токопроводящая стенка резервуара или аппарата).

В акустических, или ультразвуковых уровнемерах используется явление отражения ультразвуковых колебаний от плоскости раздела сред жидкость – газ.

В радиоактивных уровнемерах используют просвечивание объекта измерения гамма-лучами радиоактивных элементов, интенсивность которых зависит от объёма измеряемого вещества.

Конструктивно все уровнемеры для жидкостей выполняются для открытых резервуаров (работающих под атмосферным давлением) и для аппаратов, находящихся под давлением (работающих под избыточным давлением наддува).

Виды приборов для контроля уровня жидкости:

Виды датчиков уровня жидкости (слева на право) — байпасный*, кабельно-поплавковый (вертикальный), магнитострикционный, ультразвуковой, гидростатический (погружной), емкостной, герконовый (магнито-поплавковый), радарный, поплавковый, радиочастотный, вибрационный, ёмкостной, боковой поплавковый (горизонтальный), лопастное реле протока жидкости, температурный датчик протока жидкости, мини-поплавковый датчик-реле У.

Виды приборов для контроля уровня сыпучих продуктов:

Простейшие уровнемеры для сыпучих веществ (продуктов) выполняются с чувствительными элементами в виде пластин, соприкасающихся с поверхностью вещества (в.т.ч. мембранные УРМ.). Изменение уровня дистанционно передаётся на вторичный измерительный прибор. Для измерения уровня сыпучих веществ применяют также электрические ёмкостные и радиоактивные УРМ.

Виды датчиков уровня сыпучих продуктов (слева на право) — вибратор, мембранный, горизонтально-лопастной, вибрационный концевик, емкостной, вертикально-лопастной, электро-механический, ультразвуковой, вибрационный концевик, радарный, радиочастотный (на основе радиочастотной проводимости), ёмкостной, вибрационный датчик сыпучих продуктов.

1. Закон Архимеда

Закон Архимеда — один из законов статики жидкостей (гидростатики) и газов (аэростатики):
на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъёмная сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ.
Закон открыт Архимедом в III веке до н. э. Выталкивающая сила также называется Архимедовой или гидростатической подъёмной силой:

Fa = ρgV  ,где:ρ — плотность жидкости или газа, кг/м3;g — ускорение свободного падения, м/с2 (g=9,81м/с2);V — объём части тела, погружённой в жидкость или газ, м3;

Fa — сила Архимеда, Н.

2. Давление столба жидкости

Гидростатическое давление столба жидкости,  действующее на чувствительный элемент (сенсор — мембрану, сильфон, трубку Бурдона и пр.) прибора (дифманометра — уровнемера), измеряется  относительно атмосферного — Ратм (для открытых резервуаров) или «давления наддува» — Рн поверх зеркала жидкости в резервуаре (для резервуаров находящихся под давлением) по формуле:

ΔP = Р — Рн ,  где Р = ρgh + Рн ,

где ρ — плотность жидкости (кг/м3),g — ускорение свободного падения (g=9,81м/с2),

h — высота столба жидкости (м).

3. Байпасный уровнемер

Байпас (англ. bypass — обход) — резервный путь, запасной маршрут для непременного обеспечения функционирования системы при наступлении нештатного (аварийного) состояния.

На базе байпасной камеры, установленной сбоку на резервуаре в виде сообщающегося сосуда, основан принцип действия водомерных стекол (водоуказательное стекло Клингера),
байпасных показывающих уровнемеров (с магнитным роликовым индикатором),
буйковых преобразователей уровня с токовым выходом 4-20мА,
и других.

Copyright © ТЕПЛОПРИБОР.

рф 2015-2018 все права защищены,
текст зашифрован, копирование отслеживается и преследуется;ГК Теплоприбор — производство и продажа КИПиА: Приборы и системы контроля уровня / Уровнемеры, преобразователи, датчики-реле, сигнализаторы уровня.См. тех.

описание/характеристики, прайс-лист (оптовая цена), рекомендации по выбору, аналоги и замены, форму заказа (как правильно выбрать, заказать и купить) уровнемер по цене производителя; проверить наличие на складе в Москве.

Также см. способы доставки и отгрузка ТК (Деловые Линии и другими) по всей территории РФ. Прочую информацию по заказу — см. официальный сайт ГК Теплоприбор.

Мы будем рады, если вышеизложенная информация оказалась полезна Вам, а также заранее благодарим за обращение в любое из представительств группы компаний «Теплоприбор» (три Теплоприбора, Теплоконтроль, Промприбор и другие предприятия) и обещаем приложить все усилия для оправдания Вашего доверия.

Предприятиями, входящими в группу компаний ГК «Теплоприбор», и нашими партнерами производятся и поставляются следующие виды измерительных приборов, систем и оборудования для контроля и регулирования уровня (далее У.) жидкостей и сыпучих продуктов:

1. Уровнемеры — ультразвуковые (акустические), радарные и поплавковые датчики-преобразователи уровня.

2. Преобразователи (датчики) уровня с унифицированным выходным сигналом 4-20мА и/или цифровым выходом (RS485, HART-протокол и пр.): уровнемеры электрические, пневматические, гидростатические, буйковые (поплавковые), радиолокационные (радиоволновые) и прочие ).

3. Датчики-реле и сигнализаторы уровня с релейным выходом для дискретного контроля одного или нескольких фиксированных положений значений (контрольных точек) У.: поплавковые, кондуктометрические, ёмкостные, ультразвуковые и вибрационные и других принципов действия.

Вернуться в начало страницы

Уровнемеры жидкости

Уровнемеры жидкости предназначены для непрерывного контроля уровня жидкостей. Уровнемеры жидкости называют так же преобразователями уровня жидкости.

На выходе уровнемера жидкости формируется либо аналоговый сигнал пропорциональный уровню жидкости, либо цифровой сигнал в формате промышленных коммуникационных сетей.

Уровнемеры жидкости могут использовать контактный метод измерения, когда чувствительный элемент уровнемера соприкасается с жидкостью или бесконтактный, тогда прямого контакта частей уровнемера жидкости с измеряемой жидкостью не происходит.

Уровнемеры жидкости контактные

Уровнемеры жидкости бесконтактные

Чтобы получить оптимальное решение вашей задачи, заполните опросный лист,
и наши специалисты свяжутся с Вами, чтобы предложить готовый ответ.
 

Емкостные преобразователи уровня

Емкостные уровнемеры используют тот же принцип работы, что и емкостные сигнализаторы предельного уровня. Активный зонд прибора (трос, стержень, кабель) и проводящая стена емкости (или заземленный второй зонд, или специальная труба, одетая на зонд, если стена емкости сделана из не проводящих материалов) создают пластины конденсатора.

Изолятором в этом конденсаторе является либо воздух, либо другой материал в емкости, которые будут являться диэлектриками между платинами простого конденсатора. Когда емкость пустая, тогда начальная емкость конденсатора будет равна С0, при этом диэлектрический коэффициент «ε» для воздуха равен 1.

Когда воздух будет вытеснен продуктом с диэлектрической константой выше чем у воздуха, емкость конденсатора изменится, то есть емкость будет меняться с увеличением измеряемого продукта в емкости. Это изменение емкости будет преобразовано прибором в выходной сигнал пропорционально изменению уровня.

Показание уровнемера прямо пропорционально изменению уровня продукта и уровня емкости конденсатора. Емкость также зависит от расстояния между пластинами и выполнением условия о параллельности активного зонта и стены емкости или второго зонда.

Применение второго зонда необходимо при измерении уровня в емкостях необычной формы, сферических, емкостей с отсутствующими строго вертикальными стенами, даже если стена изготовлена из проводящего материала, со стенками, изготовленными из слабо проводящих или не проводящих материалов.

Диапазон измерения уровня в зависимости от типа применяемого зонда и достигает значения 30 метров. Точность измерения зависит от измеряемого уровня и как правило не хуже ±0,3%. Температура измеряемого продукта до +200ºС (опционально до +800°С). Регулируемое время задержки. Выходные сигналы стандартных протоколов 4 — 20 мА, HART и др.
Выбрать емкостный уровнемер жидкости.

Ультразвуковые преобразователи уровня

Ультразвуковые уровнемеры — бесконтактные датчики уровня непрерывного действия.  Используют явление отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела сред газ — твердое вещество.

Электронный блок ультразвукового уровнемера измеряет время прохождения излученного ультразвукового импульса от датчика до границы раздела сред и обратно. Чем больше уровень материала в емкости или силосе, тем меньше время прохождения импульса от датчика до материала и обратно.

Так как скорость распространения звука в воздухе составляет 331 м/сек., а измеряемые уровни не превышают 70 метров, поэтому измерение уровня можно проводить ежесекундно.

Благодаря этому ультразвуковые датчики осуществляют именно непрерывное измерение, тогда как, лотовым датчикам требуется намного большее время на разматывание и сматывание троса.

В этом случае управление осуществляется через ПК. Выходные сигналы формируются по стандартным протоколам 4 — 20 мА, HART.Установка вертикально сверху или под небольшим углом в зависимости от профиля измеряемой поверхности. Диапазон измерения уровня до 25 метров. Точность измерения 0,25%. Температура процесса до +90ºС. Взрывобезопасное исполнение.

Примеры применения ультразвуковых уровнемеров для жидкости.
Выбрать ультразвуковой уровнемер жидкости …

Акустические уровнемеры

по принципу действия аналогичны ультразвуковым уровнемерам. Прибор излучает очень мощные акустические волны, которые отражаются от поверхности измеряемого вещества. Отраженный сигнал обрабатывается при помощи специально разработанного программного обеспечения, для того чтобы отфильтровать полезный сигнал и подавить ложное эхо.

Метод обработки принятого эхо-сигнала позволяет снизить до минимума потери сигнала. Благодаря применению очень мощного импульса, затухания имеют гораздо меньшее влияние по сравнению с обычными ультразвуковыми приборами. Излучаются более мощные сигналы, соответственно, принимаются тоже более мощные отраженные сигналы.

Приемная электроника позволяет распознать и обработать очень слабые эхо-сигналы, также в комбинации с сильными шумовыми помехами. Для обеспечения наиболее возможной точности измерения, измеряемый сигнал компенсируется в зависимости от температуры. Установка вертикально сверху или под небольшим углом в зависимости от профиля измеряемой поверхности. Диапазон измерения уровня до 60 метров.

Точность измерения 0,25%. Температура процесса до 150ºС. Взрывобезопасное исполнение.
Выбрать акустический уровнемер …

Гидростатические преобразователи уровня

Гидростатические уровнемеры используют метод измерения основанный на определении гидростатического давления, оказываемого жидкостью на дно резервуара. Величина гидростатического давления на дно резервуара зависит от высоты столба жидкости над измерительным прибором и от плотности жидкости.

Принцип действия: преобразование деформации упругого чувствительного элемента под воздействием гидростатического давления в аналоговый токовый сигнал. Гидростатические уровнемеры это фактически преобразователи дифференциального давления, поэтому для работы им необходима связь с атмосферой.

Гидростатические уровнемеры применяются для измерения уровня различных жидкостей, начиная от чистой воды до различных паст, в открытых и закрытых резервуарах, бассейнах, колодцах и глубинных скважин.

Точность измерения не хуже 0,25%, что при наличии свидетельства о включении в государственный реестр средств измерения позволят применять их для целей коммерческого учета. Температура измеряемого процесса до +125°С.При монтаже гидростатических уровнемеров необходимо учитывать, что при закачивании материала процесса, струя жидкости может вызывать избыточное давление, что приведет к потере точности, поэтому следует располагать датчики максимально удаленно от зоны турбулентности.

Выбрать гидростатический уровнемер …

Байпасные преобразователи уровня

Байпасные уровнемеры используют специальную отводную трубку байпас — колонку для измерения уровня жидкости размещенную сбоку емкости . Резервуар и байпасная трубка сообщающиеся сосуды, изменение уровня в резервуаре соответствует изменению уровня в байпасной трубке.

В самой трубке размещен поляризованный магнит, который плавает на поверхности жидкости. Рядом с трубкой расположен чувствительный элемент магнитно-стрикционного типа, который преобразует изменение расстояния от нижней точки байпаса до магнита в токовый сигнал 4 … 20 мА.

Для визуализации уровня на стенках стеклянной трубки размещены специальные пластины, которые под воздействием магнита изменяют свое положение. Каждому положению соответствует свой цвет, поэтому визуально четко видна граница уровня жидкости в байпасе и соответственно в резервуаре.

При необходимости байпасные уровнемеры могут дополнительно оборудоваться сигнализаторами предельного уровня.

Связь с внешней средой происходит только через магнитное поле, прямой контакт с измеряемой средой отсутствует, что позволяет использовать байпасные преобразователи уровня в пищевой промышленности, молочной промышленности, фармацевтической промышленности и др.
Выбрать байпасный уровнемер …

Микроволновые преобразователи уровня

Микроволновые радарные уровнемеры — универсальные приборы непрерывного измерения уровня, по принципу работы аналогичны ультразвуковым уровнемерам, так же используют принцип отражения волн от границы раздела сред. Отличие заключается в том, что ультразвуковые датчики уровня работают в диапазоне излучения 5 …

50 кГц, а микроволновые радарные датчики используют частоты 6 … 95 ГГц. Значение частоты излучения радарного уровнемера необходимо учитывать при выборе приборов для измерения уровня жидкостей с малыми значениями диэлектрической проницаемости. Чем меньше ε — тем выше должна быть частота.

Так для измерения уровня нефтепродуктов следует использовать радарные уровнемеры с максимальной частотой. Радарный датчик уровня построен по принципу радиолокатора, что позволяет минимизировать влияние паразитных помех и помех, связанных с неровностью измеряемой поверхности.

Так же как и ультразвуковые уровнемеры не имеют контакта с измеряемым объектом, но в отличие от ультразвуковых датчиков,  обладают намного меньшей чувствительностью к влиянию температуры и давления в рабочей емкости, а так же их изменению.

Различают рупорные, стержневые, трубчатые, параболические и планарные антенны. Чем больше размер антенны, тем более мощный и узконаправленный сигнал она формирует, соответственно обеспечивается максимальная дальность и максимальная разрешающая способность микроволнового радарного уровнемера.Точность измерения уровня ±1мм.

, что позволяет использовать микроволновые радарные уровнемеры для целей коммерческого учета. Температура процесса до +250ºС. Диапазон измерения уровня до 50 метров. Диэлектрическая постоянная измеряемого вещества должна быть более 1,6. Клейкие вещества могут вызывать отказы.

Выбрать микроволновый радарный уровнемер …

Магнитострикционные преобразователи уровня

Магнитострикционные уровнемеры состоят из поплавка со встроенным магнитом и направляющей, внутри которой располагается волновод, помещенный в катушку по который через определенные промежутки времени протекают импульсы тока. При перемещении импульса возникает радиальное магнитное поле вокруг волновода.

При пересечении с магнитным полем постоянного магнита расположенного в поплавке, возникает, пластическая деформация магнитострикционного волновода, которая является высокодинамичным процессом, вследствие скорости токового импульса.

Из-за этого возникает ультразвуковая торсионная волна, которая распространяется от места возникновения в оба конца волновода, однако в одном из концов она полностью гасится и, таким образом, помехи и искажения сигнала исключаются. Детектирование и обработка торсионного импульса происходит на другом конце волновода в специальном преобразователе.

Точное определение позиции получается измерением времени между стартом токового импульса и времени возникновения ответного электрического сигнала, которое определяется в преобразователе торсионных импульсов при детектировании ультразвуковой волны.

Этот электрический сигнал обрабатывается электроникой датчика, электроника анализирует время распространения торсионных волн и формирует пропорциональный токовый сигнал, либо сигнал соответствующего протокола. Направляющая может быть жесткой или гибкой, последний вариант наиболее предпочтительнее для измерения большого диапазона уровня, так как значительно упрощает транспортировку прибора до места установки.
Выбрать магнитно-стрикционный уровнемер …

Магнитные преобразователи уровня

Магнитные уровнемеры сходны по конструкции с магнитными сигнализаторами предельного уровня. Постоянный магнит, смонтированный в поплавке расположенном на направляющей, вызывает срабатывание магниточувствительных контактов расположенных в направляющей.

При срабатывании контакты включают последовательно расположенные резисторы, таким образом, при перемещении поплавка общее сопротивление резистивного модуля внутри направляющей непрерывно изменяется с дискретностью соответствующей разрешающей способности уровнемера.

Магнитные уровнемеры вследствие простоты физического принципа измерения, не нуждаются в сколь-нибудь значительном техническом обслуживании, не требуют регулировки, просты в монтаже и экономически привлекательны.

Приборы для измерения уровня

Для измерения уровня жидкостей применяются специальные средства измерений – уровнемеры. Многообразие типов уровнемеров, принцип действия которых основан на различных физических методах, объясняется разнообразием свойств измеряемых жидкостей.

Наибольшее распространение получили следующие виды уровнемеров:

1. Уровнемеры с визуальным отсчетом;

2. Буйковые и поплавковые уровнемеры;

3. Гидростанические уровнемеры;

4. Пьезометрические уровнемеры;

5. Дифманометрические уровнемеры;

6. Радиоактивные уровнемеры;

7. Акустические и ультразвуковые  уровнемеры;

8. Емкостные уровнемеры.

Уровнемер с визуальным отсчетом — уровнемер, основанный на визуальном измерении высоты уровня жидкости.  Уровень жидкости измеряют в стеклянной трубке, сообщающейся с контролируемым сосудом в нижней, а иногда и в верхней части, или же при помощи прозрачной вставки, помещенной в стенке контролируемого сосуда, например, барабанно-парового котла

Буйковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения буйка или силы гидростатического давления, действующей на буек (силы Архимеда).

Буек в отличие от поплавка не плавает на поверхности жидкости, а погружен в жидкость и перемещается в зависимости от ее уровня.

Буйковые уровнемеры наиболее часто применяются для измерения уровня однородных, в том числе агрессивных, жидкостей, находящихся при высоких рабочих давлениях (до 32 МПа), широком диапазоне температур (от –200 до +600 °С) и не обладающих свойствами адгезии (прилипания) к буйкам.

Главной особенностью буйковых уровнемеров является возможность измерения уровня границы раздела двух жидкостей.

Недостатком буйковых уровнемеров являются зависимость их точности от плотности и температуры измеряемой среды, ограниченность использования для больших (свыше 16 м) диапазонов измерения уровней жидкостей и жидкостей, обладающих адгезией к буйку.

Пьезометрический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на преобразовании гидростатического давления жидкости в давление воздуха, подаваемого от постороннего источника и барботирующего через слой жидкости.

У этого уровнемера чувствительный элемент не находится в непосредственном контакте с измеряемой средой, а воспринимает гидростатическое давление через воздух, что является его достоинством.

Для пьезометрических уровнемеров также характерна погрешность измерения из-за изменения плотности измеряемой среды.

Гидростатический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении манометром или напоромером гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты ее уровня.

Уровнемеры этого вида обычно используют для измерения неагрессивных, незагрязненных жидкостей, находящихся под атмосферным давлением.

Для измерения уровней агрессивных сред используют специальные разделительные устройства.

Поплавковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения поплавка, плавающего на поверхности жидкости (поплавок как бы отслеживает уровень жидкости).

Поплавковые уровнемеры не пригодны для вязких жидкостей (дизельного топлива, мазута, смол) из-за залипания поплавка, обволакивания его вязкой средой.

При измерении уровня криогенных жидкостей из-за кипения верхнего слоя возникает вибрация поплавка, что приводит к искажениям результатов измерения.

Наиболее часто поплавковые уровнемеры используют для измерения уровней в больших открытых резервуарах, а также в закрытых резервуарах с низким давлением.

Применение магнитной связи для передачи перемещения поплавка позволяет герметизировать вывод передачи в измерительный блок, упростить конструкцию, повысить надежность, измерять уровень в резервуарах под давлением.

Дифманометрический уровнемер — гидростатический уровнемер, в котором гидростатическое давление измеряют при помощи дифференциального манометра. Часто используется для измерения уровня в емкостях под избыточным давлением.

Акустический уровнемер — уровнемер, основанный на зависимости интенсивности поглощения или времени распространения акустических колебаний от высоты уровня жидкости или сыпучего вещества

Ультразвуковой уровнемер — акустический уровнемер, работающий на звуковых колебаниях высокой частоты

Емкостной уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на различии диэлектрической проницаемости жидкости и воздуха.

В связи с этим по мере погружения электродов датчика уровнемера в жидкость изменяется емкость между ними пропорционально уровню жидкости в резервуаре.

Уровнемеры буйковые

Настройка уровнемеров на заданные пределы измерения проводится с помощью грузов путем имитации гидростатической выталкивающей силы, соответствующей верхнему пределу измерений.

Расчетное значение давления, соответствующее верхнему пределу измерений,

Расчет массы грузов для буйковых уровнемеров:

для жидкости

для раздела фаз

где d – диаметр буйка испытываемого уровнемера, см; Hmax – верхний предел измерения уровня жидкости, см; ρж – плотность измеряемой жидкости, г/см3; ρ н.ж, ρ в.ж — плотности соответственно нижней и верхней измеряемой жидкости в случае измерения уровня раздела фаз, г/см3.

Пьезометрические уровнемеры

В пьезометрических системах измерения уровня для продувания через трубку помещенную в жидкость, дозированного расхода воздуха. Принцип действия этого регулятора основан на автоматическом поддержании постоянного перепада давления на дросселе, в результате чего обеспечивается постоянный расход воздуха через этот дроссель.

Принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня в открытом резервуаре представлена на рисунке 2, а, б, в, г.

На рисунке 2, д показана принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением.

Для исключения влияния давления в резервуаре на показания прибора, измеряющего уровень жидкости, применяется дифференциальный метод измерения с двумя регуляторами расхода.

В системах измерения нижний конец пьезотрубки должен находится на нижнем контролируемом уровне жидкости, но не ниже 80 мм от дна резервуара.

Расход воздуха устанавливается минимальным, чтобы перепад давления на пьезотрубке был возможно меньшим, так как это определяет погрешность измерения пьезометрическим методом.

Минимальный расход воздуха обеспечивается постоянным, без запаздывания, выходом воздуха из пьезометрической трубки при изменениях уровня. Обычно расход воздуха принимается равным 0,1 – 0,2 м3/ч.

Если пренебречь перепадом давления на пьезометрической трубке, то уровень в резервуаре

где Р – давление на манометре М или перепад давления на дифманометре; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

В случае, когда измеряется уровень в резервуаре, находящемся под избыточным давлением, давление питания регулятора расхода воздуха, подающего воздух в пьезотрубку, должно быть:

где Ризб – избыточное давление, кПа; Нмаксρg – максимальное гидростатическое давление столба жидкости, кПа.

На рисунке 2, е показан пример обвязки и монтажа пьезометрического уровнемера с подачей промывочной воды в защитную трубу. В этом случае защищается от «обрастания» нижний конец пьезотрубки, который оказывается в зоне промывочной воды и не контактирует с измеряемой жидкостью.

Гидростатические датчики уровня

Схемы обвязки и работы гидростатических датчиков уровня представлены на рисунке 3, причем правая обвязка применяется при измерении уровня жидкости в емкости, находящейся под избыточным давлением.

Рисунок 3. Обвязка гидростатических уровнемеров.

В этом случае импульсная трубка, идущая к минусовой полости чувствительного элемента, прокладывается от места отбора давления с уклоном в верх, а в нижней части устанавливаются отстойный сосуд и разделитель мембранный РМ.

Рисунок 4. Измерение уровня в котле (100% — 4 мА/0,2 кгс/см2, 0% — 20 мА/1 кгс/см2)

Очень хорошо себя показал данный принцип измерения уровня на очень сложной позиции при измерении уровня воды в котле (рисунок 4). Обвязка при этом не классическая, а на оборот т.е. на плюсовой отбор подается отбор с верней точки котла (импульсная трубка при этом должна быть заполнена водой), на минус с нижней, и задается обратная шкала прибора (на самом приборе или вторичном оборудовании).