Принцип действия поплавкового уровнемера

Продолжаем знакомиться с методами измерения уровня. Сегодня рассмотрим поплавковый метод, он занимает второе месте среди простых и бюджетных способов измерения уровня жидкости.

Принцип действия поплавкового метода основан на механическом перемещении поплавка с постоянным магнитом вдоль штока, в котором размещён геркон. При достижении магнитом заданного уровня происходит замыкание герконового контакта, и на выходе устройства формируется соответствующий сигнал. 

Принцип действия поплавкового уровнемера Принцип действия поплавкового уровнемера Принцип действия поплавкового уровнемера Принцип действия поплавкового уровнемера
Принцип действия поплавковых датчиков с дискретным выходным сигналом Принцип действия поплавковых датчиков с токовым выходным сигналом 4…20 мА

Простота конструкции поплавковых датчиков гарантирует надежность и экономичность обслуживания.

Классификация поплавковых датчиков Принцип действия поплавкового уровнемера

  • Поплавковые датчики уровня ОВЕН представлены двумя линейками:
  • Линейка сигнализаторов представлена широкой номенклатурой, с помощью которой можно подобрать необходимую модификацию для выполнения поставленных задач.
  • Представляем модельный ряд поплавковых датчиков.
Сигнализаторы Уровнемеры
Количество уровней Одноуровневые Двухуровневые Трехуровневые
Модификация ПСУ-1 ПДУ-х.1 ПДУ-х.2 ПДУ-3.3 ПДУ-И
Изображение Принцип действия поплавкового уровнемера Принцип действия поплавкового уровнемера Принцип действия поплавкового уровнемера Принцип действия поплавкового уровнемера Принцип действия поплавкового уровнемера
Температура контролируемой среды, °С 0…70 -40…+105 -60…+125
Плотность измеряемой среды, г/см3 0,95 – 1,05 0,70 – цилиндрический поплавок 0,65 – шарообразный поплавок 0,65
Присоединение М10×1,5 – цилиндрический поплавок М16 – шарообразный поплавок
  1. G2
  2. CLAMP (DN 65, 80, 100 мм)
  3. Фланец (DN 65, 80, 100, 125, 150 мм)
Степень защиты IP68 IP68 IP65
Материал рабочей части датчика Корпус – полипропилен Кабель – неопрен 12Х18Н10Т (шток) AISI 316L (поплавок)

Поплавковые датчики используются для контроля уровня в различных отраслях: ЖКХ (отопление и водоподготовка), пищевой промышленности, машиностроении и других.

Подвесной сигнализатор уровня ОВЕН ПСУ-1

  • В линейке поплавковых датчиков уровня ОВЕН есть специализированная модель – ПСУ-1.
  • Поплавковый датчик ОВЕН ПСУ-1 предназначен для сигнализации сильно загрязнённых жидкостей, сточных вод, канализационных насосных станции (КНС) и выгребных ям.

Датчик представляет собой грушевидный корпус с кабелем, изготовлен из химически стойких материалов. Внутри корпуса находится микропереключатель, который в зависимости от положения датчика замыкает либо размыкает контакты выходного реле.

Датчик производится с разной длиной кабеля – 5, 10 и 20 метров, что позволят реализовать схему управления для разных по глубине ям, КНС и прочих емкостей.

Преимущества поплавковых датчиков уровня:

  • Преобразование уровня в дискретный либо аналоговый сигнал.
  • Применение в закрытых резервуарах с высоким давлением.
  • Измерение уровня неэлектропроводных и вязких жидкостей.
  • Устойчивость к пене и пузырькам.

Недостатки поплавковых датчиков уровня:

  • Не пригодны для измерения липких, засыхающих и замерзающих жидкостей.
  • Чувствительны к механическим включениям среды.
  1. Ассортимент поплавковых датчиков уровня ОВЕН:
  2. В следующей статье мы продолжим рассматривать методы измерении уровня и разберем ротационный и гидростатический методы.
  3. Подводя итоги, предлагаем ознакомится с видео «Датчики уровня ОВЕН» 
  4. Автоматизируйте технологические процессы с датчиками и приборами ОВЕН!

По всем возникающим вопросам вы всегда можете обратиться в нашу группу технической поддержки (24/7) support@owen.ua.

Для заказа обращайтесь в отдел продаж sales@owen.ua либо по номеру телефона +38 (057) 720-91-19.

Поплавковый уровнемер: подробно простым языком

Поплавковый уровнемер — это прибор для измерения уровня жидкости, сконструированный так, что он плавает наполовину погруженным в жидкость, другая же половина находится над поверхностью жидкости.

Поплавки — это пустотелые предметы, которые всегда входят в непосредственный контакт с измеряемой жидкостью.

Можно использовать вертикальные перемещения поплавка в качестве непосредственного измерения эквивалентного изменения.

Перемещения поплавка могут передаваться на ряд различных устройств, с помощью которых осуществляется или непрерывное измерение уровня или же определение уровня с уставками.

Принцип действия поплавкового уровнемера Поплавковый уровнемер
Рекомендуем разобраться что такое уровень, а также обратить внимание на другие приборы для измерения уровня.

Принцип работы поплавкового уровнемера

Плавучесть — это направленная вверх сила или подъемная сила, выталкивающая вверх погруженный в жидкость предмет. На любой предмет, погруженный в жидкость действует подъемная сила, равная по величине весу вытесненной жидкости.

Принцип действия поплавкового уровнемера Демонстрационный показ вытеснения, подъемной силы и кажущейся потери веса

На рисунке выше проиллюстрированы взаимоотношения между вытеснением, подъемной силой и весом, а также показано, как у предмета, погруженного в жидкость происходит кажущаяся потеря веса, соответствующая по величине весу вытесненной им жидкости.

На рисунке изображены: предмет цилиндрической формы, подвешенный на весах; большой сосуд, заполненный жидкостью до уровня переточной трубы; пустой сосуд размером поменьше для сбора вылившейся из большого сосуда жидкости, при условии вытеснения жидкости из большого сосуда. Вес предмета показан на шкале весов.

При погружении предмета в жидкость часть жидкости выливается в пустой сосуд. Изменение показания веса на весах указывает на то, что вес предмета уменьшается. Величина этой кажущейся потери веса равна весу жидкости, вытесненной в пустой сосуд.

Если вес предмета больше веса вытесненной им жидкости, предмет будет находится в погруженном состоянии, но потеря его веса будет по-прежнему равняться весу вытесненной им жидкости.

Если предмет (при полном погружении) весит меньше, чем объем вытесненной им жидкости, предмет поднимется на поверхность и будет держаться на поверхности жидкости.

Дрейфующий предмет будет плавать именно на том уровне, на котором вес вытесненной им жидкости будет точно равняться весу самого предмета.

Принцип действия поплавкового уровнемера Плавучесть на примере двух предметов

На рисунке выше проиллюстрировано явление плавучести на примере двух подвешенных предметов, спускающихся в резервуар с жидкостью.

Предмет, находящийся слева, плавает: подъемная (выталкивающая) сила жидкости по величине больше веса предмета. Действие предмета, находящегося справа, подобно действию вытеснителя.

По мере повышения уровня жидкости он будет погружаться в жидкость, поскольку выталкивающая сила жидкости по величине меньше веса предмета.

Сигналы перемещения поплавкового уровнемера в результате его подъема или снижения в соответствии с изменением уровня жидкости могут переводится в показания уровня с помощью ряда различных устройств, включая откалиброванные стержни; рычажные соединения; ленты (или цепи); шкивы и противовесы; канаты и скользящие стрелки-указатели; подъемные механизмы и механические выключатели.

Стержень со стрелкой-указателем и шкалой монтируются на внешней стороне резервуара. Поплавковый уровнемер, который закрепляется внизу стержня, виден в этом примере через отверстие, закрываемое крышкой, наверху резервуара. Любое изменение положения поплавка показывается смещением стрелки вдоль шкалы.

А также поплавок может быть подсоединен непосредственно к индикаторной стрелке с помощью рычажного соединения. Это механическое соединение выведено с выходом прямо на стрелку на индикаторном устройстве. При поднимании или опускании поплавка внутри резервуара рычажная передача смещает стрелку вдоль шкалы на индикаторе.

Поплавковые уровнемеры

Простейшими уровнемерами, применяемыми для контроля уровня жидкости, находящейся в резервуаре под атмосферным давлением, являются поплавковые уровнемеры, схема которых показана на рис. 6.1, а.

Принцип действия поплавкового уровнемера

Чувствительным элементом измерителя уровня является поплавок 1, плавающий на поверхности жидкости 2. Положение поплавка, а следовательно, и положение связанного с ним уравновешивающего груза 3 относительно шкалы 4 определяют уровень жидкости.

Поплавок в большинстве случаев представляет собой металлический или стеклянный пустотелый или заполненный каким-либо легким материалом герметичный сосуд шаровидной, чечевицеобразной или цилиндрической формы. Чаще применяются тонущие поплавки-буйки, частично погруженные в жидкость (рис. 6.1, б).

Буек 5 подвешен на рычаге 6 и пружине 7. При изменении уровня жидкости изменяется степень погружения буйка, а следовательно, и растягивающее усилие пру­жины 7 под действием веса буйка. Благодаря этому каждому уровню будет соответствовать определенное положение буйка.

Положение буйка или поплавка преобразуется в линейное или угловое перемещение, которое может быть передано, на указывающий прибор или преобразовано в электрический или пневматический сигнал для дистанционной пе­редачи.

Перемещение буйка через рычаг 6 передается на ось 8, на которой закреплена стрелка 9, показывающая по шкале 10 уро­вень жидкости.

Уровнемеры-регуляторы буйковые пневматические УРБ-П, УРБ-ПМ

Уровнемеры-регуляторы буйковые пневматические УРБ-П, УРБ-ПМ рис. 6.

2 предназначены для работы в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров производственных технологических процессов с целью выдачи информации в виде стандартного пневматического сигнала об уровне жидкости (УРБ-П) или границы раздела двух несмешивающихся жидкостей (УРБ-ПМ), находящихся под вакуумметрическим, атмосферным или избыточным давлением.

Принцип действия поплавкового уровнемера

Технические данные

Типоисполнения уровнемеров и материалы деталей, предельные значения диапазона измерений и параметры измеряемой жидкости указаны в таблице (см. ниже).

Уровнемеры настроены:

УРБ-П — на плотность измеряемой жидкости 0, 5-2, 5 г/см³; УРБ-ПМ — на разность плотностей в диапазоне плотностей контролируемых жидкостей от 0, 5 до 2 г/см³, 0, 122-0, 4 г/см³. Давление воздуха питания 140±14 кПа (кгс/смº) (1, 4±0, 14).

Читайте также:  На сколько ампер бывают автоматы

Расход воздуха питания в установившемся режиме при нормальных условиях, неболее 3 л/мин.

  • Предел изменения выходного сигнала при изменении уровня жидкости от нижнего до верхнего предела измерения (кгс/см²) 20-100 кПа (0,2-1) Допустимая основная погрешность ±0,5%; ±1,0%; ±1,5%.
  • Дальность передачи выходного сигнала по пневматической линии связи внутренним диаметром 6 мм, 3-300 м.
  • Мембранные дифманометры.
  • Для измерения уровня жидкости в барабанах парогенераторов, котлов-утилиза­торов и системах испарительного охлаждения металлургических печей широко применяют мембранные дифманометры, отградуировав их в единицах уровня.

На рис. 6.3 показана схема измерения уровня воды в баке дифманометром с использованием уравнительного сосуда.

Принцип действия поплавкового уровнемера

Плю­совая камера дифманометра 4 соединена трубкой 2 с уравнительным сосудом 1, а минусовая камера соединена с ниж­ней частью водяного пространства барабана трубкой 3.

В сосуде 1, присоединенном к паровому пространству барабана, уровень воды (конденсата) поддерживается постоянным. Днфманометры показывают разность гидростатических давлений измеряемого и уравнительного (с постоянным уровнем) сосудов.

При измерении уровня в открытых сосудах можно не применять уравнитель­ных сосудов, а просто измерять уровень по показаниям манометра.

Поплавковый уровнемер

ИА Neftegaz.RU. Поплавковый уровнемер — это приспособление для измерения уровня жидкости в какой-либо емкости.  Такое измерение можно выполнить различными способами, в том числе с помощью поплавка.  Именно так работает поплавковый уровнемер — поплавок частично погружается в жидкость, и его положение замеряется. 

Если жидкость однородна, то он будет погружаться одинаково независимо от местонахождения и не будет вносить в измерения погрешность.

Принцип действия поплавкового уровнемера Чтобы описать физически положение поплавка, нужно учесть действующие на него силы — силу тяжести и противоположную ей по знаку, но равную по значению выталкивающую силу.  Силу тяжести можно вычислить, умножив объем того фрагмента поплавка, который находится в жидкости, на плотность жидкости, в которую он погружен.  Отсюда видно, что при изменении плотности жидкости меняется объем погруженной части, что и является основной причиной погрешностей в измерениях такого типа.  Понятно, что однородная жидкость — явление идеальное и в природе, к сожалению, наблюдаться не может, поэтому для максимальной точности измерений уровня жидкости с помощью поплавка его выполняют из как можно более легкого материала, или же стараются сделать его поперечное сечение как можно больше. 

Это приводит к уменьшению осадки поплавка, и, следовательно, к более точным измерениям, которые делает поплавковый уровнемер.

  • Обычно поплавок связан с указателем уровня гибкой механической связью. 
  • Это значит, что масса поплавка не должна быть слишком мала, так как нужно обеспечить достаточное натяжение, чтобы уровнемер смог определить положение. 
  • Кроме того, поплавок не должен быть слишком большим — вместе с его размерами придется увеличивать и весь поплавковый уровнемер, что в большинстве случаев нежелательно.

 Данные ограничения определяют форму, размер поплавка и материал, из которого он изготовлен. Далее приведена схема поплавкового уровнемера в самом простом варианте исполнения.

Принцип действия поплавкового уровнемера

  1. Схема поплавкового уровнемера
  2. Здесь поплавок (1) соединен с указателем (3) с помощью троса (2). 
  3. Также схема поплавкового уровнемера показывает расположенный на конце троса рядом с указателем противовес (4), который сохраняет натяжение троса.
  4. Виды поплавковых уровнемеров

Если жидкость, уровень которой необходимо измерить, находится при невысокой температуре, и в ней не наблюдается высокого давления или, наоборот, разрежения, то применяют поплавковые уровнемеры типа УДУ.  Их слабое место — невысокая герметизация резервуара.  Принцип действия поплавкового уровнемера УДУ дает возможность с точностью до 4 мм измерить уровень жидкости в сосуде глубиной до 20 метров, в интервале температур от -50 до +50°С. Избыточное давление при этом должно быть в диапазоне от -1,5 до 3 кПа. Примером таких жидкостей могут служить разнообразные нефтепродукты.

Если же давление и температура жидкости превышают указанные значения, используют поплавковый уровнемер типа ПМП с магнитными преобразователями. Он способен определить положение поплавка в пределах глубины от 0,5 до 6 метров с точностью до 5 мм.

Область применения поплавковых уровнемеров

Уровнемеры подобного принципа действия применяются для измерения уровня жидкостей.  Чтобы сделать точное измерение, жидкость должна быть как можно более однородной.  Но бывают случаи, когда нужно измерить 2- фазную жидкость.  Тогда применяют конструкцию с 2 поплавками.  Вариант конструкции с гибкой направляющей трубой, или тросом (4) на схеме, подойдет для больших устройств, предназначенных для глубоких измерений, так как он легче транспортируется.  Вообще область применения поплавковых уровнемеров крайне широкая, с их помощью можно измерить любые жидкости, от уровня питьевой воды в баке до контроля количества химикатов. 

Поплавковый уровнемер незаменим в коллекторах и отстойниках, водохранилищах, реках и каналах.

Поплавковые уровнемеры и область их применения

Измерение уровня различных жидкостей можно проводить разными способами. Один из способов измерения предполагает использование поплавка, который опускается на поверхность жидкости и частично погружается в нее.

Чаще всего жидкости имеют достаточно однородную плотность, поэтому нет никакой разницы, в каком именно месте будет находиться поплавок — глубина его погружения будет одинаковой, значит и расстояние до поплавка тоже будет одинаковым.

Попробуем разобраться, что это такое и зачем это нужно.

Какие бывают поплавковые уровнемеры

Принцип действия поплавкового уровнемера

Поплавок, погруженный в жидкость, подвергается воздействию двух сил: силы тяжести и выталкивающей силы Последняя равна по значению силе тяжести, но противоположна ей по знаку. Силу тяжести вычисляют умножением погруженного в жидкость объема поплавка на плотность самой жидкости. Из этого становится понятно, что если будет изменяться плотность жидкости, то и поплавок будет погружаться на разную глубину, что будет приводить к появлению погрешности в измерении уровня жидкости.

Чтобы свести к минимуму эту погрешность, поплавок делают из максимально легкого материала, что сводит к минимуму влияние неоднородности жидкости. Второй способ уменьшить погрешность — сделать поперечное сечение поплавка как можно большим, чтобы он погружался в жидкость на минимальную глубину, благодаря чему измерения при помощи поплавкового уровнемера становятся максимально точными.

Простейшая схема поплавкового уровнемера

Поплавок соединяется со стрелкой указателя уровня через гибкую механическую связь, поэтому чтобы уровнемер смог правильно измерить уровень, необходимо чтобы поплавок своей массой мог обеспечить достаточное натяжение этой гибкой связи.

С другой стороны, поплавок не может быть очень большим, потому что тогда придется увеличивать размеры всего уровнемера, что крайне нежелательно.

Исходя из всего этого, для измерения уровня различных типов жидкостей изготавливают уровнемеры с разным размером и формой поплавка, а так же из разных материалов, что повышает точность измерения.

Принцип действия поплавкового уровнемера

1 – поплавок
2 – трос
3 – шкала
4 – противовес

Типы поплавковых уровнемеров

Чтобы измерять уровень жидкостей, имеющих невысокую температуру и которые находятся под низким давлением, чаще всего применяют уровнемеры типа УДУ.

Поплавковые уровнемеры этого типа имеют довольно высокий показатель точности, их погрешность составляет порядка четырех миллиметров, при этом глубина сосуда может достигать двадцати метров.

Измерения можно производить при температуре от -50 градусов по Цельсию до +50 градусов по Цельсию, а избыточное давление может составлять от 1,5 до 3 кПа.

Недостатком этого типа поплавковых уровнемеров является то, что их установка не позволяет обеспечить высокую герметизацию резервуара, поэтому чаще всего их применяют для определения уровня нефтепродуктов.

В случаях, когда жидкость находиться под большим давлением, или если ее температура находится вне допустимого диапазона измерения ее уровня при помощи уровнемера типа УДУ, используют поплавковый уровнемер типа ПМП, в конструкции которого используется магнитный преобразователь. Точность измерения таким уровнемером достигает пяти миллиметров, а глубина емкости, в которой происходит измерение, может достигать шести метров.

Где применяются уровнемеры поплавкового типа

Поплавковые уровнемеры нашли самое широкое применение, ведь с их помощью можно точно измерять не только уровень достаточно однородных жидкостей, но и уровень так называемых двухфазных жидкостей. В этом случае применяются уровнемеры, в конструкции которых используются два поплавка, измеряющих жидкость определенной плотности.

Область применения таких уровнемеров очень широкая, их устанавливают на баках для контроля за уровнем воды в них, используют для контроля уровня воды нефтепродуктов в резервуарах и даже для слежения за количеством химических веществ в специальных хранилищах. С помощью поплавкового уровнемера можно контролировать не только степень заполнения водохранилищ, но и уровень воды в реках, отслеживать состояние коллекторов и отстойников.

Читайте также:  Смазка для буров состав

На видео: принцип действия поплавкового уровнемера.

Особенности, виды и принцип работы поплавковых уровнемеров

Самыми простыми и доступными уровнемерами для жидких сред считаются поплавковые уровнемеры. Они определяют уровень жидкости положением чувствительного элемента, входящего в состав конструкции.

Устройство поплавковых уровнемеров и принцип работы

Поплавковые уровнемеры сконструированы следующим образом: часть устройства погружена в жидкость, другая половина находится над ее поверхностью:

  • Находящийся в воде элемент называется поплавком – это пустотелый предмет, на который, в соответствие с законом Архимеда, действует выталкивающая сила.
  • Часть поплавкового уровнемера, не находящаяся в воде, является обрабатывающим сигнал устройством. Оно отслеживает вертикальные перемещения поплавка и передает показания движения на ряд различных устройств. Таким образом осуществляется непрерывное измерение уровня или сигнализация по контрольным точкам при достижении заданного объема жидкости в резервуаре.

По конструктивным отличиям можно выделить поплавковые уровнемеры узкого диапазона и поплавковые уровнемеры широкого диапазона.

Первые (рис.1, а), как правило, представляют собой устройства, состоящие из шарообразного поплавка, через штангу и сальниковое уплотнение соединенного с преобразователем угловых перемещений (П) в унифицированный электрический или пневматический сигнал. Поплавок обычно имеет диаметр 80 — 100 мм, выполнен из нержавеющей стали и плавает на поверхности жидкости.

Принцип действия поплавкового уровнемера

                          Рис.1. Поплавковые уровнемеры: а) – узкого диапазона, б) – широкого диапазона: 1 – поплавок, 2 – гибкий трос, 3 – шкала, 4 – противовес.

В поплавковых уровнемерах широкого диапазона (рис. 1, б) поплавок через гибкий трос связан с противовесом и отсчетным устройством, указывающим значения уровня жидкости в резервуаре.

При расчетах поплавковых уровнемеров подбирают такие конструктивные параметры поплавка, которые обеспечивают состояние равновесия системы «поплавок — противовес» только при определенной глубине погружения поплавка.

Виды поплавковых уровнемеров:

Поплавковые магнитные уровнемеры. В устройстве поплавок взаимодействует с магнитом. Любое отклонение поплавка от магнита регистрируется как изменение уровня.

Поплавковые магнитострикционные уровнемеры. Поплавок с постоянным магнитом внутри перемещается вдоль направляющего стержня, в котором натянута проволока из магнитострикционного материала (волновод). В волновод подаются токовые импульсы.

В месте расположения магнита (поплавка) при взаимодействии магнитного поля с током, возникают импульсы продольной деформации, которые регистрируются пьезоэлементом вверху стержня.

В данном случае регистрируется время прохождения импульса – оно прямо пропорционально расстоянию до поверхности.

Поплавковые механические уровнемеры. Поплавок управляет механическим переключателем (открывает, либо закрывает контакт) путем непосредственного контакта. Работают по принципу сообщающихся сосудов.

Преимущества поплавковых уровнемеров

Главные преимущества поплавковых уровнемеров – это их точность, высокая степень повторяемости и простота конструкции.

Также поплавковые уровнемеры отличаются низкой ценой и независимостью показателей измерений от химического состояния жидкости.

Однако точности поплавкового уровнемера зависит от колебаний в жидкости, поэтому любые вибрации, например, плескания в емкости, могут исказить показания поплавка.

По вопросам приобретения и подбора поплавковых уровнемеров Вам достаточно позвонить по телефону +7 (4812)209-311 или написать по электронной почте info@td-urovnemer.ru.

Датчики уровня

Принцип действия основан на замыкании поплавком контактов, расположенных на различных уровнях направляющего стержня. В магнитных поплавковых уровнемерах используются герконы, а в механических – микровыключатели.

Преимущества

Недостатки

  • контактный метод, при выборе поплавка необходимо учитывать: химическую совместимость со средой, плавучесть, вязкость, плотность и температуру
  • не подходит для измерения уровня очень вязкой жидкости, шлама
  • а также жидкости, которая прилипает к поплавку и стержню
  • или содержит металлические кусочки, которые могут вызвать ложные срабатывания магнитных выключателей.

Магнитострикционные уровнемеры

Это поплавковые уровнемеры непрерывного действия, в которых используются магнитострикционный эффект. Поплавок с постоянным магнитом внутри перемещается вдоль направляющего стержня, в котором натянута проволока из магнитострикционного материала (волновод).

В волновод подаются токовые импульсы. В месте расположения магнита (поплавка) при взаимодействии магнитного поля с током, возникают импульсы продольной деформации, которые регистрируются пьезоэлементом вверху стержня.

Время прохождения импульса пропорционально расстоянию до поверхности.

Буйковые уровнемеры

На частично погружённый в жидкость буёк действует выталкивающая сила Архимеда, пропорциональная глубине погружения.

Ультразвуковые уровнемеры (Ultrasonic)

Принцип действия ультразвуковых уровнемеров основан на измерении времени распространения звуковой волны высокой частоты (20-200 кГц) от антенны уровнемера до поверхности жидкости и обратно.

Ультразвуковые уровнемеры подходят для измерения уровня вязких жидкостей и сыпучих материалов.

Недостатки

  • звуковой сигнал не может распространяться в вакууме
  • на показания оказывают влияние: температура, влажность, давление, турбулентность, пена, пар, изменение концентрации жидкости.

Микроволновые радарные уровнемеры (Radar)

Принцип действия радарных уровнемеров основан на измерении времени распространения электромагнитной волны (радиоволны) сверхвысокой частоты (1-30 ГГц) от антенны уровнемера до поверхности жидкости и обратно.

Радары подходят для использования во влажной, туманной и пыльной среде, а также при переменной температуре.

Импульсный метод – измерение времени прохождения импульса до поверхности и обратно – очень сложно реализовать, т.к. это время измеряется в наносекундах.

Более распространён способ непрерывного линейного частотного модулирования радиосигнала — FMCW (Frequency Modulated Continuous-Wave). При этом способе излученный и отражённый сигналы смешиваются, и образуется сигнал, частота которого равна разности частот этих сигналов. Эта разность пропорциональна расстоянию от антенны до поверхности.

Преимущества

  • радиоволны могут распространяться и в вакууме, на них не влияет температура, давление, влажность и пыль.

Недостатки

  • электромагнитные волны поглощаются (не отражаются) диэлектриками (пластмасса, стекло, бумага и т.д.)
  • высокая цена (чем выше частота, тем точнее измерения и тем дороже).

Гидростатическое измерение уровня

Используется зависимость давления столба жидкости от уровня. Давление столба жидкости измеряется с помощью дифференциальных датчиков давления — один датчик измеряет давление на дне резервуара, а другой – давление над поверхностью жидкости.

Емкостные уровнемеры (Capacitance)

В резервуар опускается конденсатор, представляющий собой длинную трубку с металлическим стержнем внутри. Вместе с резервуаром заполняется и трубка — из-за разной диэлектрической проницаемости жидкости и воздуха ёмкость конденсатора изменяется пропорционально уровню.

В качестве опорного электрода (внешних обкладок конденсатора) могут использоваться стенки резервуара.

Кондуктометрические сигнализаторы уровня

Используются для контроля уровня в проводящих жидкостях. В резервуар опускается пара электродов, и как только уровень повышается так, что электроды оказываются погружёнными в жидкость – уменьшается сопротивление между электродами и срабатывает выключатель. Для контроля нескольких уровней используются несколько пар электродов разной длины.

Вибрационные сигнализаторы уровня (Vibrating Switch)

Применяются для сигнализации уровня жидких и сыпучих веществ. Используется эффект камертона – в резонаторе, имеющем форму вилки, пьезоэлектрическим способом возбуждаются механические резонансные колебания, которые затухают и гасятся при погружении резонатора в сыпучее вещество.

  • Измеряемая среда (жидкость, шлам, ил, сыпучее и т.п.)
  • Диапазон рабочих температур измеряемой среды
  • Давление измеряемой среды
  • Электрическая проводимость
  • Плотность
  • Вязкость
  • Диэлектрическая проницаемость
  • Прилипает к зонду
  • Содержит металлические включения
  • Есть пена на поверхности.
  • Температура окружающей среды
  • Влажность
  • Наличие агрессивных сред
  • Взрывоопасная зона.
  • Хранение
    • жидкости
    • сыпучего вещества
  • Сепарация (определение уровня разделения несмешивающихся жидкостей)
  • Процесс (перемешивание, нагрев)
  • Реактор (химический процесс)
  • Измерение уровня
    • Непрерывное
    • Дискретное (сигнализация уровня), количество уровней
  • Способ измерения уровня
    • Контактный:
      • поплавковый
      • буйковый
      • емкостной
      • гидростатический
    • Бесконтактный:
      • радарный
      • ультразвуковой
      • радиоактивный
  • Конструкция резервуара
    • Наличие оборудования в ёмкости (циркуляционный насос, мешалка, нагреватель и т.п.)
    • Размеры
    • Материал
    • Верх (открытый, форма крышки)
    • Форма дна
    • Расположение входных и выходных труб
    • Место установки датчика, присоединение (фланцевое, врезное).
    • Диапазон измерения уровня
    • Погрешность измерения.
    • Питание
    • Индикатор
    • Место установки
    • Кабельный ввод
    • Выходной сигнал:
      • Токовый 4..20 мА
      • Релейный выход
      • Полевая шина:
        • HART
        • PROFIBUS PA
        • Foundation Fieldbus.

    Системы идентификации

    Расходомеры

Поплавковые уровнемеры: краткое описание, виды, принцип действия и отзывы

Способы физического измерения различных величин по-прежнему сохраняют актуальность в разных областях. Приборы для выполнения замеров в жидкостных средах часто предусматривают данный принцип работы. Возможно, самые простейшие из таких средств – это буйковые (поплавковые) уровнемеры, показания которых определяют положением чувствительного элемента.

Конструкция уровнемера

Поплавковые системы измерения уровня жидкости предусматривают наличие двух функциональных элементов – это уже упомянутый чувствительный элемент и прибор, обрабатывающий сигнал. Поэтому второе название таких устройств – сигнализаторы.

Поплавок может выполняться из деревянных или пластиковых материалов, но внутри него, как правило, находится магнит. С другой стороны поплавок заключается в небольшую трубку, внутри которой он и совершает перемещения.

Что касается второй составляющей системы, то поплавковые уровнемеры обеспечиваются фиксирующими и регистрирующими сигнал аппаратами.

В простейших исполнениях это небольшой дисплей с базовой информацией об уровне жидкости, а премиальные модели обеспечиваются панелями управления с несколькими функциями обработки поступающей информации. Например, панель управления может быть связана с центральным контроллером на предприятии, который на основе полученных данных автоматически направит сигнал на емкость, наполняющую среду измерения.

Читайте также:  Шлифовальная машинка для пяток

Поплавковые уровнемеры воды

Магнитные уровнемеры Экономически оправданное решение для мониторинга уровня до 1,5…2 метров с точностью ±5 ммМагнитострикционные уровнемеры (ультразвуковые датчики уровня)

Высокоточное решение измерения уровня воды для коммерческого учета

Байпасные уровнемеры Визуальный датчик, совмещенный с электронным уровнемером, для котлов и резервуаров по давлением

Контроллер для управления автоматическим наполнением резервуара водойПри подключении 2-х датчиков позволяет полностью автоматизировать процесс поддержания уровня воды в заданных пределах  Слесарные тиски: разновидности и применение Контроллер управления насосом откачки сточных и коммунальных водНадежная автономная система управления насосом для откачки сточных вод. Соответствует девизу – Включи и пользуйся

Выбрать и купить поплавковый датчик уровня воды вы можете в интернет-магазине РусАвтоматизация …

Принцип работы

В процессе эксплуатации поплавок выступает в качестве датчика. Его измеряемый уровень по мере движения корректируется в зависимости от наполнения или опустошения жидкости. Генерируется дискретный сигнал, благодаря которому микроконтроллер может устанавливать конкретные показатели объема жидкости.

Но и это не все задачи, которые выполняет поплавковый уровнемер. Принцип действия, основанный на физическом перемещении в жидкостной среде, вполне позволяет датчику определять и степень смешивания двух сред.

Это более сложная задача, для выполнения которой используются поплавки с чувствительными материалами на поверхности. Устройство непосредственно контактирует со средой, фиксируя в том числе и химические показатели. Важно отметить, что такие приборы редко используются в простой воде.

Обычно это агрессивные, пищевые или химические среды, для эксплуатации в которых также предусматриваются и специальные защитные напыления на рабочих поверхностях.

Датчики уровня воды поплавковые с боковой установкой

Магнитный поплавковый сигнализатор уровня FCH21PD

Недорогой датчик для чистой воды, в зависимости от установки нормально замкнут или разомкнут

Высокотемпературный герконовый поплавковый сигнализатор уровня FCH23FD

Высокотемпературное решение для сигнализации уровня из PVDF

Миниатюрный поплавковый датчик уровня FCH11QDD Антикоррозийное, высокотемпературное исполнение Датчик уровня жидкости из нержавеющей стали FD MH50BR Для применений в ограниченном пространстве Датчик уровня жидкости из нержавеющей стали FDMH50CBR Антикоррозийное, высокотемпературное исполнение, с быстроразъемным соединением
Магниточувствительный Nivomag с квадратным фланцем Профессиональный датчик для ответственных применений Магниточувствительный Nivomag с резьбовым присоединением Профессиональный датчик для ответственных применений Магниточувствительный Nivomag с круглым фланцем Профессиональный датчик для ответственных применений
Магниточувствительный Nivomag для грязной воды Для ответственных применений в загрязненой воде и шламе Магниточувствительный Nivomag с Z – образной ручкой Надежный профессиональный датчик для ответственных применений Магниточувствительный Nivomag с регулируемым гистерезисом Датчик для ответсвенных задач с возможностью регулировки гистерезиса

Разновидности устройства

Бывают обычные поплавковые или буйковые уровнемеры, магнитные, байпасные и двойные. В первом случае импульсы генерируются в результате физического качания датчика. Магнитные модели предусматривают связь поплавка с магнитом.

В процессе эксплуатации эти два элемента находятся во взаимодействии и любое отклонение от него провоцирует изменение в регистрируемых контроллером параметрах. Для визуального наблюдения предназначен уровнемер поплавковый байпасный, который находится в трубке с делениями.

Пользователь сам может осматривать положение поплавка, фиксируя его относительно шкалы. Что касается двойных моделей, то они как раз и предназначены для регистрации параметров в двух средах одновременно.

В данной системе предусматривается использование связанных между собой датчиков, между которыми может организовываться импульсная сеть.

Отзывы об использовании прибора

Пользователи в первую очередь хвалят поплавковые датчики за их точность и высокую степень повторяемости. Несмотря на простую конструкцию и отсутствие сложной технической начинки, такие приборы дают достойные результаты измерения. К плюсам относятся и преимущества в виде доступной цены и независимости измерений от химического состояния жидкости.

Опять же, для оценки плотности, вязкости и других показателей среды используются специальные модели устройств, но поплавковые уровнемеры специализируются именно на объеме среды. Тем не менее есть и негативные отзывы. Дело в том, что работа поплавка может зависеть от колебаний в жидкости. Плескания и небольшие вибрации могут исказить показания поплавка.

Поплавковые, буйковые уровнемеры. Устройство, принцип работы, монтаж и эксплуатация приборов

  • Тема: Приборы для измерения уровня.
  • Поплавковые, буйковые уровнемеры.
  • Устройство, принцип работы, монтаж и эксплуатация приборов.
  • Целью измерения уровня является определение количества жидкости или сыпучего тела в емкости для учета продукта и сигнализации о переполнении расходных баков и бункеров.
  • Другая цель измерения – определение отклонения уровня от заданного (нормального) положения.

  Жидкостные приборы для измерения давления.

  1. Уровнемеры для жидкости.
  2. Наиболее распространенные приборы для измерения уровня являются указательные стекла, поплавковые, буйковые уровнемеры.
  3. Указательные стекла.

Указательные стекла для жидкости работают на принципе сообщающихся сосудов. Указательное стекло соединяется с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением или разряжением).

  • Указательные стекла снабжаются вентилями или кранами для отключения их от сосуда и для продувки системы.
  • В арматуру указательных стекол сосудов, работающих под давлением, обычно вводят предохранительные устройства, автоматически закрывающие каналы в головках при случайной поломке стекла.
  • а- проходящего света, б – отраженного света, в – установка нескольких указательных стекол на высоких резервуарах.

Указательные стекла отраженного света представляют собой толстую стеклянную пластину, на поверхности которой, обращенной к жидкости, нанесены параллельные канавки.

Лучи света, попадая на стекло, отражаются от наклонных граней канавок в газовой области и проходят внутрь, в область заполнения жидкостью.

Поэтому часть стекла, соприкасающаяся с жидкостью, кажется темной, а часть стекла, соприкасающаяся с парами или газом, — серебристо-белой.

  1. Поплавковые уровнемеры
  2. В поплавковых уровнемерах за уровнем жидкости следит поплавок, перемещение которого передается на показывающее или записывающее устройство.
  3. В поплавковых уровнемерах используются поплавки постоянного погружения и поплавки переменного погружения (обычно называемые буйком).
  4. В уровнемерах с поплавком постоянного погружения вертикальное перемещение поплавка зависит от изменения уровня жидкости.

Простейшее устройство с поплавком постоянного погружения. Поплавок подвешен на гибком тросе, перекинутом через ролик. На другом конце троса укреплен груз для поддержания постоянного натяжения троса.

  Что такое ручная таль и где ее используют?

На тросе закреплена стрелка, показывающая на шкале уровень жидкости. Таким устройством можно измерять уровень с достаточной для большинства случаев точностью.

Буйковый уровнемер

— это прибор для измерения жидкости, работающий при помощи буйка, который входит в непосредственный контакт с измеряемой жидкостью. Буйки не плавают на поверхности жидкости и при повышении уровня они погружаются в жидкость.

Производители и цены

Высококачественные модели предлагает компания NivoFlip, выпуская одиночные и комплексные решения для замеров уровня в жидкостных средах.

В ее линейке можно найти модели со шкалой измерения до 3500 мм, при этом компания отмечает 10-миллиметровую точность отражения результата. Конкуренцию этому производителю составляет фирма RizurNBK.

В ее семействе широко представлены и качественно исполнены магнитные устройства – в том числе с роликовыми байпасными указателями. В обоих случаях предлагается поплавковый уровнемер, цена которого варьируется в среднем от 1 до 3 тыс. руб.

Если же необходим простой бюджетный аппарат, то можно обратиться к продукции предприятия «Альбатрос», которое выпускает модели с ценниками порядка 500-700 руб. Это вполне добротные, функциональные и гибкие в применении устройства для самых разных задач.

Где используются поплавковые уровнемеры?

Основные области использования таких устройств – в промышленности. Там, где нужно постоянно контролировать параметры технических жидкостей, задействуется измерительное оборудование и приборы.

В большинстве случаев уровнемеры выступают лишь одним из звеньев контроля состояния наряду с датчиками вязкости, плотности, давления и т. д.

Например, магнитные поплавковые уровнемеры часто используются в комплексе с температурными сенсорами, поскольку вторые тоже функционируют на магнитной основе – по крайней мере, это поле используется для передачи сигнала. Применяют уровнемеры и в пищевой промышленности для регуляции состояния жидкостных продуктов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector