Гидростатический метод измерения уровня. Датчик измерения уровня воды
Устройство и принцип работы датчиков уровня
О чем эта статья
Перейти к выбору и покупке датчиков уровня
Датчики уровня — это устройства, позволяющие отслеживать количество жидкого или сыпучего вещества по уровню его поверхности в некоторой ёмкости. Датчики уровня могут выдавать дискретный (по достижении некоторого уровня) или непрерывный сигнал (абсолютная высота текущего уровня) в зависимости от принципа действия, что сказывается на их технической сложности, а также на цене. Кроме того, датчики уровня могут быть контактными и бесконтактными, что также сказывается на стоимости и на области их применения.
По принципу действия датчики уровня могут быть:
- Емкостными
- Поплавковыми
- Радарного типа
- Ультразвуковыми
- Гидростатическими
Ниже кратко рассмотрены основные виды.
Емкостной датчик уровня
В основу работы данного типа датчика положено свойство конденсатора изменять свою ёмкость при изменении состава и распределения материала диэлектрика, разделяющего пластины конденсатора. Это свойство применяется во многих емкостных детекторах например в емкостных датчиках влажности.
Предположим, имеется коаксиальный конденсатор, помещённый в жидкость (Рисунок 1), которая может свободно проникать в пространство между пластинами. Если известна диэлектрическая проницаемость жидкости, то можно составить следующее равенство:
С=С0+Сl=ε0*G0+εl*Gl (1)
С – Общая ёмкость конденсатораС0 – Ёмкость участка конденсатора, не содержащего жидкостьСl – Ёмкость участка конденсатора, содержащего жидкостьε0 – Диэлектрическая проницаемость газовой среды εl – Диэлектрическая проницаемость жидкой среды G0 – Геометрический коэффициент участка конденсатора, не содержащего жидкостьGl – Геометрический коэффициент участка конденсатора, содержащего жидкость
При изменении уровня жидкости величина суммарной ёмкости конденсатора также изменятся. Если конденсатор включен в электрическую цепь, не составляет труда отследить изменение ёмкости, по которому можно однозначно судить об изменении уровня жидкости.
Рисунок 1. Общая схема емкостного датчика уровня
Емкостные датчики лишены подвижных элементов, поэтому достаточно надёжны и долговечны. К их недостаткам следует отнести значительную температурную зависимость (которая, впрочем, может быть скомпенсирована), а также необходимость погружения в жидкость.
Поплавковый датчик уровня
Датчики данного типа имеют достаточно простое устройство. Существует несколько конфигураций, выдающих на выход как дискретный, так и непрерывный сигнал, последние можно разделить на две категории – механические и магнитострикционные. В магнитострикционных датчиках в качестве одного из элементов также используется поплавок, в остальном же они довольно сильно отличаются от обычных механических поплавковых датчиков.
Дискретные поплавковые датчики уровня
В реализации датчика, выдающего дискретный сигнал, обычно используется набор поплавков, расположенных на различных уровнях резервуара. При достижении жидкостью уровня, на котором располагается поплавок, он выталкивается за счёт силы Архимеда, направленной вверх. Это приводит в движение механическую систему или электромеханическую систему, и выходной сигнал появляется, например, при замыкании электрических контактов герконового реле.
В альтернативной конфигурации присутствует направляющая, содержащая набор реле. Вдоль направляющей вслед за уровнем жидкости перемещается поплавок, содержащий постоянный магнит. Приближение поплавка к реле вызывает его срабатывание (Рисунок 2).
Рисунок 2. Общая схема поплавкового датчика уровня с дискретным выходом
Дискретный выходной сигнал может быть использован для «пошагового» мониторинга уровня жидкости в резервуаре — датчик просто сообщает, достиг ли уровень жидкости конкретной отметки или нет. Также датчик уровня с дискретным выходным сигналом может служить элементом автономного регулятора в случае, например, когда необходимо поддерживать постоянный уровень жидкости в резервуаре – для реализации данной схемы выходной сигнал может непосредственно управлять силовым реле, открывающим/закрывающим входной/выходной клапан резервуара.
Дискретные поплавковые датчики дёшевы, просты и достаточно надёжны, однако требуют погружения в жидкость и имеют подвижную механику.
Магнитострикционные поплавковые датчики
Поплавковые датчики, выдающие непрерывный сигнал, обычно относятся к датчикам магнитострикционного типа и имеют довольно сложное устройство (Рисунок 3). Основным элементом конструкции по-прежнему является поплавок, в данном случае он содержит постоянный магнит. Поплавок может свободно передвигаться вдоль направляющей, внутри которой располагается волновод из магнитострикционного материала. С определённой периодичностью блок электроники датчика генерирует импульс тока, который распространяется вдоль волновода. Когда импульс достигает области, где располагается поплавок, магнитное поле поплавка и магнитное поле импульса взаимодействуют, что приводит к возникновению механических колебаний, которые распространяются обратно по волноводу и фиксируются чувствительным пьезоэлементом. По временной задержке между отправкой импульса тока и получением механического импульса можно судить о расстоянии до поплавка, а значит и об уровне жидкости в резервуаре.
Рисунок 3. Общая схема магнитострикционного датчика уровня
Магнитострикционные датчики очень точны, выдают непрерывный сигнал, а также могут использоваться с гибким волноводом, что расширяет сферу их применения. К их недостаткам можно отнести их стоимость, техническую сложность и необходимость погружения в жидкость.
Радарный датчик уровня
Главным элементом данного датчика является радиолокатор, частота излучения которого изменяется по линейному закону. Предполагается, что жидкость отражает излучение локатора, поэтому если расположить излучатель-приёмник внутри резервуара согласно схеме (Рисунок 4) и фиксировать задержку отражённого сигнала относительно сигнала источника – можно определить уровень жидкости по величине задержки. Для определения задержки используется линейная модуляция частоты источника. Если частота исходного сигнала изменяется по линейному закону (например, непрерывно возрастает), то отражённый сигнал, имеющий временной сдвиг относительно исходного, будет иметь также и меньшую частоту. По величине частотного сдвига можно однозначно судить о величине временной задержки между двумя сигналами, а значит и о расстоянии до поверхности жидкости.
Дальнейшая обработка полученного сигнала осуществляется в цифровом тракте, и на этом этапе возможна, например, нейтрализация шумовых сигналов, возникающих в результате волнений на поверхности жидкости или поглощения радиоизлучения.
Рисунок 4. Общий принцип функционирования датчика уровня радарного типа
Данный метод на сегодняшний день является наиболее технологичным и совершенным, к числу достоинств датчика на его основе следует отнести:
- Отсутствие подвижных элементов
- Отсутствие контакта с жидкой средой
- Универсальность – возможность работать практически с любой средой при различных условиях
- Высокая точность
- Возможность адаптировать алгоритм обработки данных для конкретных применений
Основным недостатком радарных датчиков является их цена.
Ультразвуковой датчик уровня
В датчиках данного типа используется схема, во многом сходная со схемой датчика радарного типа. В резервуаре устанавливается блок, состоящий из генератора и приёмника ультразвуковых волн (точно также как например в ультразвуковых расходомерах и ультразвуковых дефектоскопах). Излучение генератора УВ проходит газовую среду, отражается от поверхности жидкости и попадает на приёмник. Определив временную задержку между излучением и приёмом и зная скорость распространения ультразвука в данной газовой среде, можно вычислить расстояние до поверхности жидкости – то есть определить её уровень.
Ультразвуковым датчикам уровня свойственны практически все достоинства датчиков радарного типа, однако УД обычно имеют более низкую точность, хотя и более просты по внутреннему устройству.
Гидростатический датчик уровня
С помощью датчиков данного типа уровень жидкости в резервуаре определяется путём измерения гидростатического давления столба жидкости над чувствительным элементом датчика (детектором давления). Согласно зависимости (2) высота столба определённой жидкости пропорциональна давлению в данной точке:
P – Давление в данной точкеρ – Плотность жидкостиg – Ускорение свободного паденияh – Высота столба жидкости над чувствительным элементом
Такие датчики компактны, относительно просты, недороги, а также способны выдавать непрерывный сигнал, однако не являются бесконтактными, что затрудняет их применение в агрессивных средах.
Опубликована 05-03-12.
Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок нижеwww.devicesearch.ru.com
Приборы измерения уровня | КИПиА Портал
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.
Недостатком гидростатических уровнемеров является погрешность измерения при изменении плотности жидкости.
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.
Остановимся на некоторых типах уровнемеров подробней.
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. От одного регулятора расхода воздух подается в пьезометрическую трубку, от другого в верхнюю часть резервуара над жидкостью. Разность давлений в трубках, пропорциональная уровню жидкости, измеряется дифманометром.
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.
Рисунок 2. Обвязка пьезометрических уровнемеров.
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).
kipia-portal.ru
Датчики уровня | Датчики уровня для автоматизации производства.
Датчики уровня – первичный полевой прибор в системах автоматизации. Существует множество датчиков уровня, измеряющих различные физические величины. Изначально во времена становления промышленной автоматики наиболее доступным было измерение уровня жидкости.
Датчики уровня по применению для различных веществ делятся на датчики уровня для жидкости и датчики уровня для сыпучих материалов. По функциональности различают сигнализаторы уровня (контролируют достижение уровня в конкретной точке) и уровнемеры или преобразователи уровня, осуществляющие непрерывный мониторинг за уровнем.
Мы подготовили для вас рекомендации по выбору датчиков уровня, с учетом условий эксплуатации и требований к прибору вы сможете самостоятельно определиться с типом необходимого датчика уровня: Рекомендации по выбору датчиков уровня.
Датчики уровня применяются для определения уровня различных видов жидких, газообразных и сыпучих продуктов и материалов в емкостях и трубопроводах.
Для работы с различными веществами применяются контактные и бесконтактные варианты датчиков. В зависимости от строения корпуса и метода проведения измерений датчики могут устанавливаться непосредственно в корпус емкости или трубопровода, а также монтироваться непосредственно над самим объектом измерения.
Первоначально датчики уровня использовали простейшие физические принципы: гидростатическую выталкивающую силу, перемещающую поплавок, и электропроводность материалов, замыкающих электрическую цепь при достижении материалом электродов. Это привело к тому, что данное понятие ассоциируется в первую очередь с измерением уровня жидкости или измерением уровня сыпучих материалов в различных танках, резервуарах, силосах, баках и т.д.
В результате технического прогресса датчик уровня из простейшего поплавкового датчика уровня или кондуктивного сигнализатора уровня жидкости эволюционировал в самодостаточный прибор, оснащенный встроенным микропроцессором, способным выполнять целый ряд функций:
- Онлайн измерение фактического уровня жидкостей и сыпучих веществ;
- Сигнализация минимального/максимального уровня;
- Сигнализация достижения заданного уровня;
- Измерение объема жидкости или сыпучих веществ в местах хранения сложной геометрической формы;
- Измерение объема насыпных сыпучих материалов на открытых площадках хранения;
- Измерение скорости расхода;
- Хранение и обработка накопленных данных результатов измерения.
Датчики определения уровня применяются во всех отраслях промышленного производства, работающих с жидкими, сыпучими, газообразными, пастообразными, вязкими, липкими и т.д. материалами. Датчики предназначены для непрерывного измерения или для контроля предельных значений уровня в емкости или трубе.
Различные виды датчиков рассчитаны на работу в разных условиях внешней среды и применяются в зависимости от характеристик и особенностей измеряемого продукта.
Датчики уровня применяются для работы с:
- нефтью, нефтепродуктами, маслами, смазочными материалами, смазочно-охлаждающими эмульсиями,
- водой и водными растворами, сточными водами,
- кислотами и щелочами, чистящими жидкостями,
- пищевыми продуктами, в том числе напитками,
- пластиковыми гранулами,
- строительными материалами, сухими строительными смесями,
- различными вязкими средами.
Значительно расширился спектр используемых физических принципов, поэтому сегодня существует множество видов датчиков уровня общего назначения, но различных по физике действия. Это позволяет подобрать датчик уровня практически под любой материал и под решение конкретной задачи.
Возможность применения различных принципов действия датчиков уровня для решения задач непрерывного измерения уровня (уровнемер) или сигнализации уровня для различных жидкостей и сыпучих материалов
С* - сигнализатор достижения уровня в заданной точке;
У** - уровнемер, непрерывное преобразование уровня.
Результат применения:
- нет (-) – не предназначен;
- уд. – удовлетворительно;
- хор. – допустимо;
- отл. – отлично.
Для измерения уровня необходимо два основных вида оборудования: непосредственно датчики уровня, а также средства визуализации данных.
- Датчики уровня различаются по принципу действия и продолжительности проведения измерений. Соответственно этому датчики могут иметь контактный или бесконтактный способ измерения, проводить измерения постоянно в течение заданного промежутка времени или сигнализировать о текущем предельном значении. При выборе устройства для работы необходимо учитывать параметры контролируемого вещества и окружающей среды, характеристики рабочего оборудования, цель проведения измерений. Вид датчика уровня значительно влияет на возможности его применения и сложность проведения измерений.
- Средства визуализации данных при измерении уровня помогают визуализировать полученные результаты, составлять графики изменения уровня с течением времени, фиксировать моменты достижения предельных значений. Некоторые виды программного обеспечения позволяют задавать дополнительные настройки для работы с датчиками уровня и управлять датчиками комплексно в рамках автоматических систем управления производственными процессами.
Использование оборудования в комплексе позволяет наиболее полно собирать и анализировать информацию об уровне продукта. Датчики уровня и средства визуализации данных для них совместно применяются в системах автоматического управления производственными процессами.
Смотреть лекцию "Датчики уровня" ...
Если вы находитесь на этой странице, значит у вас есть проблема, и вы еще не знаете, как ее решить.
Наша работа - решать ваши проблемы! Оставьте заявку на консультацию нашего инженера, он свяжется с вами при первой возможности.
rusautomation.ru
Емкостные датчики уровня жидкости
Емкостные датчики уровня жидкости предназначены для контроля уровня различных видов жидких веществ с помощью измерения диэлектрической проницаемости.
Модельный ряд емкостных датчиков для жидких продуктов
Емкостные датчики уровня жидких продуктов выпускаются в различных вариантах. Для работы в разных условиях подбирается датчик с необходимой формой и размером чувствительного элемента, конструкцией и размером корпуса. Модели также отличаются по типу установки и могут быть предназначены для встраивания в стенки или крышку резервуара, размещения рядом с емкостью, в подвесном варианте и других.
Область применения емкостных датчиков уровня жидкости
Благодаря совместимости с различными жидкостями емкостные датчики уровня имеют широкие возможности применения в промышленности:
- в сельском хозяйстве для работы с системами полива, жидкими удобрениями, горюче-смазочными материалами для спецтехники,
- в отраслях пищевой промышленности для контроля всех видов жидкостей: молока, напитков, минеральной и питьевой воды, пива, алкоголя и других,
- в нефтехимической промышленности для контроля уровня нефти, нефтепродуктов, бензина, масла, ГСМ,
- в фармацевтической отрасли для контроля производства различных жидких препаратов,
- в теплоэнергетике, металлургии, горнодобывающей отрасли для контроля уровня воды, в том числе подземных вод, жидких материалов,
- в системах производства, хранения воды, в системах водоснабжения, водоотведения, канализации различных предприятий.
Назначение датчиков уровня жидкости емкостного типа
Применение емкостных датчиков уровня жидкости в промышленности позволяет решать различные задачи:
- измерение уровня жидких продуктов,
- поддержание заданного уровня в емкости или трубе,
- контроль прохождения продукта по трубе,
- контроль наполнения тары жидкостью,
- контроль расхода жидких материалов и многие другие.
Помимо этого датчики могут использоваться в рамках промышленных управляющих комплексов и автоматических системах.
Преимущества выбора емкостных датчиков для контроля уровня жидкости
При работе с жидкими продуктами емкостные датчики уровня отличаются рядом преимуществ перед другими устройствами контроля уровня:
- совместимость практически с любыми видами жидкостей, включая диэлектрики, опасные продукты, агрессивные вещества,
- сниженная восприимчивость к физическим свойствам контролируемого продукта,
- возможность работы с резервуарами любых размеров и с трубопроводами,
- возможность бесконтактного контроля через резервуары с диэлектрическими стенками (из стекла, фторопласта, оргстекла и.д.),
- возможность использования в помещениях с высоким уровнем влажности и запыленности,
- простота установки и обслуживания,
- повышенный срок эксплуатации,
- улучшенная надежность работы и высокая точность измерений,
- широкий выбор моделей с возможностью подбора необходимого варианта по форме чувствительного элемента, конструкции корпуса, размерам, типу установки и другим параметрам.
Возможные недостатки емкостных датчиков для жидких веществ
Емкостные датчики для контроля уровня жидкостей имеют некоторые ограничения в работе:
- датчики чувствительны к образованию пены на поверхности жидкости,
- возможны ложные срабатывания при налипании контролируемого материала, при работе в условиях высокого шанса образования пыли или на улице в условиях осадков,
- датчики требовательны к экранированию деталей,
- емкостные датчики отличаются более высокой стоимостью по сравнению с другими видами датчиков уровня.
Для снижения негативного влияния перечисленных факторов перед началом работы необходимо провести регулировку чувствительности датчика встроенным потенциометром. При регулировке необходимо учитывать условия рабочей среды, тип контролируемого продукта, а также характеристики резервуара.
Принцип работы емкостного датчика уровня для жидких продуктов
Емкостный датчик уровня жидкости имеет в составе специальный конденсатор, меняющий свою емкость в зависимости от среды, в которую датчик помещен. При этом конденсатор имеет очень высокую чувствительность, позволяющую работать и с веществами с минимальной диэлектрической проницаемостью, а также с диэлектриками.
Работа с датчиком строится следующим образом. Емкостный датчик размещается в резервуаре или трубе, предназначенной для жидкого материала. В качестве базового значения диэлектрической проницаемости используется проницаемость воздуха. В момент соприкосновения чувствительного элемента датчика с контролируемым веществом емкость конденсатора меняется, что приводит к срабатыванию датчика, и происходит фиксация уровня.
При необходимости емкостный датчик может проводить измерения уровня без контакта с жидкостью в случае работы с емкостями из материалов-диэлектриков. В этом случае фиксация уровня происходит через стенку или крышку резервуара при достижении жидкостью точки размещения чувствительного элемента датчика.
rusautomation.ru
Типы датчиков уровня жидкости
Датчики уровня жидкости – это приборы, которые измеряют объем жидкостей. Сегодня такие устройства очень востребованы, так как в промышленности или в быту часто возникает такая проблема, когда нужно определить уровень воды, какого-либо химического состава.
Виды датчиков уровня жидкости
Все датчики уровня жидкости делятся на несколько типов, а именно на:
- поплавковые;
- емкостные;
- радарные;
- ультразвуковые;
- гидростатические.
Самый первый тип датчиков является самым простым по конструкции и очень популярным. Чаще всего его используют вместе с электрическим реле, который представляет собой поплавок, закрепленный за лепесток контакта. Контакт замыкается, когда поплавок меняет свое положение.
Емкостные датчики изготавливаются в виде пластин, расположенных с двух сторон резервуара. Они определяют объем жидкости, когда емкость изменяется из-за распределения внутри нее определенного количества материала. В основном такие датчики используют для определения уровня сыпучих материалов.
Радарные датчики работают следующим образом. Поверхность материала получает излучение датчика и отражает его. Когда приемник ловит это излучение, то сравнивает его с первоначальным сигналом и с помощью частотного сдвига выявляет уровень жидкости в емкости.
Ультразвуковые датчики работают так же, как радарные, но с одним исключением: излучение идет от ультразвука. Таким же образом сравнивается разность сигнала, который излучается и отражается, что помогает определить уровень жидкости.
Гидростатические датчики измеряют косвенную величину, а именно давление столба жидкости, которое пропорционально объему жидкости в емкости.
Области применения датчиков уровня жидкости
Данные датчики имеют широкое применение в различных сферах.
Во-первых, они используются в сельском хозяйстве, когда необходимо измерить уровень системы полива, жидких удобрений и т.п. Также они незаменимы в пищевой промышленности, где важно контролировать все виды жидкостей (молоко, напитки, минеральную и питьевую воду и многое другое).
Во-вторых, датчики применяют в нефтехимической промышленности, чтобы держать под контролем уровень нефти, бензина, масла. В фармацевтике их используют для того, чтобы следить за производством отрасли жидких лекарств.
В-третьих, их применение необходимо в системах водоснабжения, водоотведения, а в теплоэнергетике или металлургии они нужны для контроля объема воды, жидких материалов.
manualbase.ru
Гидростатический метод измерения уровня | ЗАО «Росприбор»
Измерение уровня продукта уровнемерами гидростатического типа
Уровнемеры гидростатического типа позволяют измерять возникающее от столба жидкости давление, преобразуемое электроникой датчика в измеряемое значение уровня продукта. При измерении гидростатического давления необходимо знать, что оно зависит от плотности измеряемой жидкости, температуры и совершенно не зависит от габаритов емкости и её объема. Конструктивно гидростатические уровнемеры являются дифференциальными датчиками давления. На мембрану датчика с одной стороны действует давление от измеряемой среды, с другой стороны на нее действует атмосферное давление. Это необходимо для более точного измерения уровня в емкости с учетом изменения атмосферного давления. необходимо помнить что емкость не должна быть закрытая, и продукт измерения не может находиться под избыточным давлением, так как это будет влиять на измерения. Для измерения уровня продукта с переменным давлением (избыточным или разряжения) необходимо соединить мембрану датчика с резервуаром в месте где отсутствует измеряемый продукт но присутствует давление (например крыша), в этом случае измерение уровня продукта будет идти с учетом давления в емкости.
По конструкции датчики гидростатического типа можно условно разделить на следующие типы: мембранного типа или колокольного типа (называемые также скважинными или погружными). В уровнемере мембранного типа используется чувствительный элемент тензорезистивного или ёмкостного типа, который соединен непосредственно с мембраной. Мембрана датчика должна быть помещена как можно ниже ко дну емкости, точка установки датчика соответствует минимально измеряемому уровню. При использовании элемента колокольного типа мембрана датчика размещена в датчике, который представляет из себя цилиндр с кабельным выходом и погружается в измеряемую среду на кабеле. Для выравнивания давления с атмосферным в кабеле имеется полая трубка соединенная с одной стороны с мембраной, а с другой выходит в атмосферу и для защиты трубки от попадания пыли защищена фильтром.
Датчики уровня гидростатического принципа действия представлены двумя моделями:
- Стационарно устанавливаемый датчик уровня серии NivoPRESS D;
- Погружной скважинный гидростатический датчик уровня серии NivoPRESS N.
Уровнемеры гидростатического типа допускается применять для непрерывного измерения уровня однородных жидкостей, находящихся в емкостях и которые не имеют значительного колебания и движения рабочей измеряемой жидкости. Уровнемеры этого типа позволяют проводить измерения уровня продукта в достаточно большом диапазоне и с высокой точностью, составляющей в некоторых случаях значений до 0,1% от измеряемого диапазона и более точных в сложных условиях при наличии высоких значений давления (избыточного или разряжения) и высоких температур продукта. Использование уровнемеров допускается для измерения уровня высоко вязких жидких продуктов и паст с постоянной плотностью. Несомненно к достоинствам датчика относиться его простора конструкции, установки, отсутствие в необходимости регулярного обслуживания, низкой стоимости.
Одной из разновидностей датчиков уровня гидростатического типа являются - погружные зонды. Они также относятся к датчикам уровня гидростатического типа и применяются для измерения уровня воды в скважинах. Конструктивно чувствительный элемент в уровнемере этого типа находиться металлическом цилиндрическом футляре, являющимся корпусом прибора: аналоговый выходной сигнал снимается с датчика с использованием необходимой длины кабеля.
Ознакомиться с принципом работы уровнемера серии NivoPRESS D можно на анимированной картинке ниже:
Ознакомиться с принципом работы уровнемера серии NivoPRESS N можно на анимированной картинке ниже:
www.rospribor.com
Датчики уровня воды, топлива, жидкости
Датчики уровня воды, топлива и другой жидкости
Для поиска необходимого прибора перейдите в раздел ДАТЧИКИ УРОВНЯНазначение датчиков уровня воды, топлива и другой жидкости
Датчики уровня применяются в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, ЖКХ, строительстве, транспорте для контроля наличия жидкости и контроля уровня жидкости в емкостях. Для различных задач и различных типов жидкости могут использоваться датчики определения и контроля уровня различной конструкции и принципа действия.
Классификация датчиков уровня
По типу конструкции датчики определения уровня жидкости можно разделить на следующие типы:
- Стержневые кондуктометрические датчики уровня воды, топлива, жидкости;
- Поплавковые датчики уровня воды, топлива, жидкости;
- ультразвуковые датчики уровня воды, топлива, жидкости;
- гидростатические датчики уровня воды, топлива, жидкости;
- лазерные датчики уровня воды, топлива, жидкости.
Многообразие типов датчиков измерения уровня, объясняется тем, что различные контролируемые жидкости имеют различные свойства, и для измерения их уровня в уровнемерах используются принципы действия, основанные также на различных физических методах, в зависимости от контролируемой жидкости. Выпускаются датчики определения уровня воды, уровня топлива, уровня других жидкостей.
Стержневые кондуктометрические датчики уровня
Стержневые датчики уровня предназначены для контроля двух и более уровней жидкости (воды. топлива, другой жидкости) в резервуарах открытого типа со стенками, выполненными из изоляционного материала: 3-х электродный датчик контролирует два уровня; 4-х электродный датчик контролирует три уровня жидкости в резервуарах со стенками, выполненными из изоляционного материала; 5-ти электродный датчик контролирует четыре уровня жидкости.
Поплавковые датчики уровня
Поплавковые датчики уровня – надежные устройства для измерения уровня жидкостей. Поплавковые датчики уровня могут применяться для контроля уровня самых разных продуктов, например сточных вод, химически агрессивных жидкостей или пищевых продуктов. Поплавковые датчики уровня устойчивы к пене и пузырькам в жидкости и могут работать с вязкими жидкостями. Датчики уровня применяются для измерения как текущего, так и предельного (максимального или минимального) уровня жидкости.
Погружные датчики уровня жидкости
Погружные датчики уровня предназначены для непрерывного измерения уровня жидкостей, не агрессивных к материалу корпуса PVC (поливинилхлорид) и нержавеющей стали. Благодаря открытой мембране датчики могут применяться для измерения уровня вязких субстанциях.Для измерения уровня жидкости или воды используются датчики механического (поплавковые, вибрационные, байпасные), гидростатического, электрического (кондуктивные, емкостные), магнитного, оптического принципа работы, а также уровнемеры использующие принципы эхолокации и радиолокации. Датчики функционально делятся на сигнализаторы предельного уровня и уровнемеры. Измерение уровня воды и жидкости может быть выполнено контактным и бесконтактным методом.
Датчики уровня жидкости имеют следующие преимущества:
- высокую надежность;
- могут использоваться для определения уровня воды. топлива, химических соединений, других жидкостей;
- длительный срок эксплуатации датчика;
- простой способ установки и монтажа;
- длительный гарантийный срок;
- возможность установки нескольких датчиков, подключенных к одному контроллеру;
- выгодное соотношение цены и качества.
Ультразвуковые датчики уровня жидкости
В ультразвуковых датчиках главными элементами являются электронные схемы. Они вырабатывают ультразвуковой импульс, проходящий через воздух в резервуаре и отражающийся к сенсору от границы жидкость / воздух. Время, в течение которого возвращается отраженный сигнал, служит основным критерием для измерения уровня жидкости. Могут использоваться для определения уровня воды. топлива, других жидкостей.Лазерные датчики измерения уровня жидкости
Лазерные датчики подходят не для каждой жидкости. Он должен использоваться только для непрозрачной среды, чтобы она смогла отразить лазерный луч. Основное его применение – дистанционное измерение уровня среды. Конструктивно этот датчик представляет собой лазерный дальномер, который очень точно показывает уровень жидкости. Могут использоваться для определения уровня воды. топлива, других жидкостей.Гидростатические датчики измерения уровня жидкости
Гидростатический датчик – это устройство, которое помещается на дно резервуара для измерения давления воды. Оно прямо пропорционально её уровню. Преимущество такого датчика в том, что он может измерять уровень не только чистой, но и сточной воды. Могут использоваться для определения уровня воды. топлива, других жидкостей.Области применения датчиков уровня жидкости
Датчики уровня жидкости имеют широкие возможности применения в промышленности и народном хозяйстве:- в сельском хозяйстве для работы с системами полива, жидкими удобрениями, горюче-смазочными материалами для спецтехники,
- в отраслях пищевой промышленности для контроля всех видов жидкостей: молока, напитков, минеральной и питьевой воды, пива, алкоголя и других,
- в нефтехимической промышленности для контроля уровня нефти, нефтепродуктов, бензина, масла, ГСМ,
- в фармацевтической отрасли для контроля производства различных жидких препаратов,
- в теплоэнергетике, металлургии, горнодобывающей отрасли для контроля уровня воды, в том числе подземных вод, жидких материалов,
- в системах производства, хранения воды, в системах водоснабжения, водоотведения, канализации различных предприятий.
Купить датчики уровня жидкости по выгодной цене
Купить по низкой цене датчики определения уровня воды. топлива, жидкости в Ростове-на-Дону, Ростовской области, в Краснодаре и Краснодарском Крае, Ставрополе и Ставропольском Крае, Волгограде и Волгоградской области, в городах: Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала и других городах Юга России можно в нашей компании. Все покупатели могут получить бонусы и подарки!
Доставка датчиков уровня по РФ
Мы доставим датчики уровня в течении одного - двух дней в города: Ростов, Таганрог, Новочеркасск, Азов, Шахты, Волгодонск, Сальск, Краснодар, Сочи, Новороссийск, Анапа, Тихорецк, Тимашевск, Туапсе, Геленджик, Ейск, Черкесск, Нальчик, Владикавказ, Грозный, Майкоп, Армавир, Волгоград, Элиста, Астрахань, Ставрополь, Невинномысск, Минеральные Воды, Кисловодск, Пятигорск, Железноводск, Махачкала по выгодной цене.
Техническая документация и гарантии на датчики уровня
На все виды датчиков уровня воды, топлива, жидкости наша компания представляет полный пакет сопроводительных документов и технической документации. Все приборы имеют длительный срок эксплуатации и обеспечиваются заводской гарантией и сервисным обслуживанием. Инженеры нашей компании готовы предоставить самую подробную информацию о датчиках уровня и способах их установки.
dis-rostov.ru
