Существует множество различных методов дискретного определения уровня.

• Поплавковый — самый простой метод определения уровня.
• Кондуктометрический. В электропроводной жидкости располагаются несколько электродов из нержавеющей стали: общий и нескольких уровней (как правило, верхнего и нижнего уровней). Общий электрод находится постоянно в воде — как только жидкость достигает электрода уровня, происходит протекание тока между 2-мя электродами, и вторичный прибор (например, ELV-M6 или Finder 72.0.1) распознает достижение уровня. В качестве общего электрода может использоваться сама емкость, если она выполнена из проводящего ток материала.
• Емкостной ДКЕ. Датчик представляет собой конденсатор — внутри корпуса расположены 2 электрода и электронная плата, подающая переменный ток на электроды и настроенная на определенный порог срабатывания. При отсутствии среды, срабатывания не происходит. При приближении среды, емкость конденсатора и, как следствие, частота колебаний переменного тока изменяются. Электронная плата датчика контролирует это изменение и сигнализирует о превышении порога срабатывания путем замыкания дискретного выхода.
• Вибрационный VSC. Датчик выполнен в виде вилки, оба зубца которой вибрируют с маленькой амплитудой на определенной резонансной частоте. При погружении в жидкость, частота колебаний снижается — схемотехника датчика определяет этот момент и сигнализирует путем срабатывания дискретного выхода. Очень часто именно вибрационные датчики используют на пищевые среды, такие как: молоко, масло (благодаря возможности работы с неэлектропроводными жидкостями), пиво (за счет отсутствия реакции на пузырьки пены).
• Электромагнитный KMW. Принцип измерения основан на испускании высокочастотной электромагнитной волны с частотой 100…180 МГц с наконечника датчика в емкость или трубу со средой. Среда выступает в качестве конденсатора, емкость которого вместе с катушкой индуктивности внутри самого датчика представляют собой колебательный контур — период колебаний тока в контуре и точки срабатывания датчика зависит от диэлектрической проницаемости среды.

Данные датчики успешно применяются на густые, вязкие пищевые среды (например сметана, сливки, майонез, патока), которые могут налипнуть на датчик и сделать его дальнейшую работу невозможной. Работа датчика в подобных условиях возможна благодаря его гибкой конфигурации. На датчик налипает объем продукции, которому соответствует определенный уровень сигнала в схеме управления — в результате настройки датчика его порог срабатывания, при котором произойдет замыкание дискретного выхода, настраивают выше, чем уровень сигнала, соответствующий объему налипшей среды.

Для аналогового измерения уровня, используется гидростатический метод, основанный на следующей зависимости:

• где ρ – измеряемое датчиком давление столба жидкости, Па;
• g – ускорение свободного падения 9,8 м/с²;
• h – искомая высота столба жидкости, м.

Датчик Hydrobar и Hydrosens представляют собой зонд из нержавеющей стали IP68 с кабелем, внутри которого проходит атмосферный канал для связи с окружающей средой. Важным условием долговременной работы на объектах водоподготовки и КНС является надежная защита этого атмосферного канала от попадания влажного воздуха — в противном случае образующийся конденсат попадет внутрь полости датчика и приведет к его выходу из строя. Для защиты используется специальный терминальный бокс со степенью защиты IP66 – он позволяет не только производить удобное подключение проводов, но и надежно защищать канал с помощью мембраны Gortex, которая не пропускает пары воды.

Подбор сигнализаторов уровня жидкости и сыпучих материалов.

для жидкости

для сыпучих материалов

Назначение сигнализатора предельного уровня

Сигнализаторы предназначены для сигнализации достижения предельного уровня различными материалами и веществами. Сигнализаторы уровня жидкости контролируют предельный или установленный уровень воды, нефтепродуктов, технических жидкостей, пастообразных и густых жидкостей. Сигнализаторы уровня сыпучих материалов, способны контролировать уровень различных сыпучих материалов, от пылеобразных и сверхлегких, до камней и кусков породы или руды.

Виды сигнализаторов уровня

Сигнализатор уровня – способы установки

Регулятор сигнализатор уровня может устанавливаться внутри емкости с контролируемым материалом или снаружи. При установке внутрь емкости измеритель сигнализатор уровня врезается в стенку емкости, это обязательно требуется для сигнализаторов уровня контактного типа, за исключением емкостных сигнализаторов уровня. Если стенка емкости выполнена из диэлектрического материала, то возможна установка емкостного сигнализатора уровня снаружи, без врезки в стенку емкости.

Бесконтактный сигнализатор предельного уровня устанавливается, как правило, сверху емкости или врезается в крышку. Бесконтактные сигнализаторов уровня позволяют контролировать уровень без врезки в стенки емкости, если они выполнены их немагнитного материала. Специальные модели применимы для контроля уровня через металлические стенки.

Правильный выбор сигнализатора уровня залог надежной работы вашего оборудования. Если Вам требуется сигнализатор уровня, обратитесь к специалистам нашей компании, мы поможем Вам подобрать модель для решения именно Вашей задачи, предоставим необходимые консультации. Мы предоставляем сигнализаторы уровня в опытно-промышленную эксплуатацию и предоставляем 100% гарантию на достижение результата!

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.

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

Для измерения уровня необходимо два основных вида оборудования: непосредственно датчики уровня, а также средства визуализации данных.

1. 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.
2. 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.
Наши специалисты проконсультируют и помогут датчик уровня купить для решения именно вашей задачи.

Наша работа — решать ваши проблемы!

Емкостные датчики — сигнализаторы уровня жидкости и сыпучих веществ

Емкостные датчики уровня жидкости и сыпучих материалов

Каталог емкостных сигнализаторов — датчиков уровня Balluff, IFM Electronic, EGE-Elektronik, Pepperl+Fuchs для воды и других жидкостей (в том числе агрессивных), вязких и сыпучих материалов, гранул и т.п. для детектирования граничных значений уровня в различных отраслях промышленности, коммунальном хозяйстве.

дополнительная информация

Сигнализатор уровня для контроля уровня жидкости или сыпучих материалов

В различных сферах производственной деятельности используются жидкостные и сыпучие среды. Данное сырье может выполнять разные функции, но зачастую технологии его применения предусматривают контроль заполнения ими емкостей, бункеров и резервуаров. Для этого применяются специальные сигнализаторы, которые также можно рассматривать в качестве датчиков и реле контроля. При этом способы индикации и принципы определения уровней заполнения могут быть разными. На рынке представлены сигнализаторы уровня, отличающиеся конструкцией, типом чувствительного элемента и наличием дополнительных функций.

Емкостные датчики

Это наиболее распространенные универсальные сигнализаторы, которые, в зависимости от модели, подходят или для сыпучих, или для жидких сред. В частности, при помощи емкостного сигнализатора оцениваются уровни порошков, гранулированных продуктов, вязких масел, цементных растворов и т. д. Некоторые модификации также позволяют фиксировать наличие инородных тел, сигнализируя об этом на пульт управления. Принцип работы основывается на колебаниях показателя электрической емкости.

Как правило, сигнализатор уровня такого типа располагает чувствительным элементом, который напрямую контактирует с целевым материалом, в постоянном режиме отслеживая диэлектрические показатели воздушной среды. Колебания в регистрируемых частотах преобразуются в сигнал, поступающий на выходное реле управления. Конструкционное исполнение емкостного датчика разнообразно – изготовители выпускают трубчатые, гибкие, тросовые и другие модели.

Поплавковые сигнализаторы

Тоже несложная по устройству и универсальная в применении версия сигнализатора. Стандартное устройство такого датчика предусматривает наличие поплавка, который соединяется с механизмами переключения электромагнитных контактов. В рабочей среде поплавковые детекторы могут располагаться и вертикально, и горизонтально, что также расширяет спектр областей их применения. И все же ограничения по использованию датчиков этого типа есть.

Например, они редко применяются в технологических процессах, где требуется высокая точность показаний и дополнительная индикация свойств рабочей среды. С другой стороны, поплавковый сигнализатор уровня устойчив к неблагоприятным условиям эксплуатации. По этой причине его задействуют в качестве регистратора уровней агрессивных химических продуктов, керосина, морской воды и т. д. В среднем максимальная температура для использования поплавкового сигнализатора составляет 200°С.

Буйковые сигнализаторы

В некотором роде разновидность поплавковых сигнализаторов, но имеющая свои особенности. Основу конструкции формирует буек, который подвешивается на тросе и таким же образом, как поплавковые аналоги, соединяется с контактными механизмами для передачи показаний. Процесс погружения устройства в рабочую жидкую среду способствует изменению нагрузки на трос, что и приводит к размыканию контактов.

Модель достаточно простая по устройству, но у нее есть существенные преимущества. К примеру, буйковый сигнализатор уровня воды способен работать при высоких показателях давления – порядка 20 МПа. Что касается защищенности от агрессивных сред и температурных воздействий, то эти качества определяются конструкцией и материалами изготовления конкретной модели.

Вибрационные сигнализаторы

Более технологичное исполнение сигнализатора, которое может применяться в разных средах – сыпучих и жидких. Принцип действия, как видно из названия, базируется на колебательных движениях. В процессе работы чувствительный элемент устройства производит механические колебания в условиях резонансной частоты. В действие датчик приводится пьезоэлектрическим генератором или другим источником энергии.

Погружение вибрационного сигнализатора уровня провоцирует изменение активности частотных колебаний и электрических параметров в подключенной к датчику цепи. Далее измененные параметры электрической цепи регистрируются в реле как дискретный выходной сигнал. К плюсам вибросигнализаторов можно отнести стойкость к температурным воздействиям, высокому давлению и агрессивным средам. Для многих потребителей также имеет значение и высокая точность таких устройств – погрешность в среднем составляет 1 мм.

Оптические датчики

В оптических сигнализаторах используется световой луч как детектор уровня. Источником может выступать инфракрасная небольшая лампа или лазер. Сам принцип измерения основывается на способности целевого материала отражать, преломлять или пропускать через себя световые потоки.

Важно подчеркнуть, что оптические устройства предусматривают и контактный, и бесконтактный анализ. Поскольку это электронный сигнализатор уровня, то можно рассчитывать и на высокую точность предоставленных результатов. Что касается рабочих материалов, то это могут быть и традиционные среды, и специфические – например, пена или нефтепродукты. Кроме того, оптика дает возможность фиксировать показатели плотности, вязкости и прозрачности материалов.

Ультразвуковые датчики

Как и другая ультразвуковая измерительная аппаратура, датчики уровня этого типа работают на основе оценки акустических колебаний. В качестве источника излучения выступает специальный приемник. Его устанавливают в емкости, после чего запускают процесс фонового распространения ультразвукового поля. В моменты фиксации отклонений в параметрах звуковых волн электроника обращается к выходному реле, замыкая или размыкая цепь.

Погрешность ультразвуковых сигнализаторов уровня в среднем составляет 2 мм, однако этот показатель может быть улучшен в процессе поиска наиболее благоприятного места расположения. Как показывает практика, ультразвуковые модели сигнализаторов весьма требовательны к условиям работы в помещениях. Но в остальном они демонстрируют стабильность эксплуатационных качеств.

Роторные модели сигнализаторов

Это одна из самых распространенных версий электромеханических сигнализаторов, которая чаще всего применяется для работы с сыпучими смесями. Такие устройства могут использоваться на взрывоопасных и пищевых производствах для обслуживания материалов с плотностью порядка 100 г/л и фракцией до 50 мм. В частности, роторный сигнализатор уровня используется в оснащении резервуаров для сахара, зерна, порошков, комбикормов и т. д.

Чувствительный элемент у таких моделей представлен роторной лопаткой, которая вращается в результате передачи усилия от синхронного электродвигателя. Собственно, момент изменения уровня в емкости регистрируется в результате фиксации лопатки целевой средой. Далее в дело вступает электромеханическая начинка, которая размыкает контакты, посылая сигнал на реле контроллера.

Разновидности по типу переключателя

Большинство сигнализаторов работают с переключателями индикационных контактов, которые бывают двух типов – электромеханические и твердотельные. В первом случае используются механические контакты или управляющее реле. К сильным сторонам электромеханики относят возможность работы с большими спектрами напряжений и токов, что повышает точность измерения.

В то же время на такие контакты не воздействуют испарения, поэтому сигнализатор уровня жидкости с электромеханикой допускается к работе в помещениях с повышенным терморежимом. В свою очередь, твердотельные переключатели не имеют двигающихся механических элементов, подверженных износу. То есть в процессе использования этого устройства не потребуется регулярное обновление расходников. Кроме этого, твердотельные приборы быстрее переключаются и отдают отклик системе регистрации сигнала.

Заключение

В выборе подходящего устройства для фиксации уровня заполнения емкостей теми или иными материалами стоит учитывать множество параметров. Начинать стоит с характеристик среды и условий эксплуатации прибора. Это позволит составить представление об оптимальной конструкции и шкале измерения.

На многое в выборе влияет и принцип действия сигнализатора уровня, а также способ передачи информации на реле. Как минимум эти параметры определят точность замера. Не стоит игнорировать и дополнительный функционал. Чем сложнее и дороже сигнализатор, тем больше возможностей для регистрации характеристик среды он обеспечит. Так, помимо уровня физического заполнения емкости, те же оптические и ультразвуковые модели могут передавать информацию о плотности, степени вязкости и других качествах материала.

Емкостные сигнализаторы уровня жидкостей

Емкостные сигнализаторы уровня жидкости применяются для измерения и сигнализации предельного уровня различных видов жидких продуктов.

Варианты исполнения емкостных сигнализаторов уровня жидких продуктов

Модельный ряд емкостных сигнализаторов уровня жидких веществ представлен различными вариантами, отличающимися рабочими характеристиками и возможностями применения.

Сигнализатор подбирается соответственно конкретным условиям применения.

Область применения сигнализаторов уровня жидкости емкостного типа

В промышленности емкостные сигнализаторы уровня применяются для работы с различными видами жидкостей:

• на предприятиях добычи и переработки воды, включая минеральные воды,
• в системах водоснабжения, водоотведения зданий и сооружений,
• в канализационных системах для контроля сточных вод и канализационных стоков,
• в нефтегазовой отрасли для работы с нефтью, нефтепродуктами, бензином, ГСМ,
• в сельском хозяйстве в системах полива, для работы с комбикормами,
• в пищевой промышленности для работы с молоком, растительным маслом, напитками, минеральной водой, пивом, алкогольными напитками и многих других.

Технические возможности емкостных сигнализаторов позволяют применять их для жидкостей, имеющих отличные физические свойства: различного уровня плотности, температуры, вязкости и других параметров.

Назначение емкостных сигнализаторов уровня жидких веществ

Емкостные сигнализаторы уровня для жидкости необходимы для выполнения различных функций:

• измерение текущего уровня жидких продуктов в емкости или скважине,
• сигнализация измеренного уровня вещества,
• контроль заполнения емкости,
• поддержание заданного уровня продукта,
• запуск и остановка насосного оборудования,
• обмен данными с внешними устройствами,
• автоматизация производственных процессов и т.д.

Преимущества работы с емкостными сигнализаторами уровня жидкости

Сигнализаторы уровня емкостного типа для жидких продуктов имеют ряд дополнительных возможностей и отличительных преимуществ перед другими видами устройств измерения уровня:

• простота монтажа и эксплуатации без необходимости обслуживания,
• высокая чувствительность и надежность измерения,
• совместимость с жидкими веществами различного вида,
• возможность работы с материалами с минимальной диэлектрической проницаемостью,
• возможность работы с различным уровнем температуры и давления в рабочей емкости,
• широкий модельный ряд с возможностью подбора оптимального варианта практически для любых условий,
• широкие возможности настройки сигнализатора и многие другие.

Возможные ограничения в работе емкостных сигнализаторов уровня для жидких продуктов

Особенности работы емкостных сигнализаторов уровня жидкости требуют проводить тщательную регулировку чувствительности и рабочих параметров для каждого конкретного вида продукта. При настройке необходимо учитывать плотность продукта, его температуру, размеры и форму емкости и многие другие параметры.

Некоторые модели емкостных сигнализаторов уровня имеют ограниченные возможности при работе с жидкими продуктами, склонными к повышенному пенообразованию. Возможность появления пены необходимо учитывать при настройке сигнализатора.

Принцип работы емкостного сигнализатора уровня жидкости

Емкостные сигнализаторы уровня имеют простой принцип работы, подходящий для работы с разнообразными видами жидких продуктов. Сигнализатор выполнен в виде чувствительного зонда с вторичным преобразователем. Зонд может иметь вид стержня, троса или кабеля в зависимости от модели сигнализатора.

Для проведения измерений зонд опускается в резервуар на необходимую высоту. При заполнении емкости изменяется диэлектрическая проницаемость среды, фиксируемая зондом. По изменению диэлектрической проницаемости определяется уровень продукта в резервуаре. Полученный результат с помощью вторичного преобразователя модифицируется в выходной сигнал, передаваемый на внешнее оборудование.

Датчики уровня и сигнализаторы уровня

Сигнализаторы уровня СУ в комплекте с датчиками уровня позволяют контролировать предельные уровни практически любых жидких и сыпучих сред в резервуарах, танках, силосах и т.п. стационарных установках.

Сигнализаторы уровня расчитаны на работу при высокой температуре и давлении, надежно работают в агрессивных средах.

Сигнализаторы уровня СУ сочетают в себе надежность, простоту и невысокую стоимость. Тем не менее, приборы способны выполнять широкий спектр задач по контролю предельных уровней различных жидких и сыпучих сред в емкостях и резервуарах.

Сводная таблица характеристик датчиков уровня и сигнализаторов уровня

Применение сигнализаторов уровня и датчиков уровня

Так, например, при использовании емкостного сигнализатора уровня СУ100 (одноканальный) можно реализовать только контроль одного предельного уровня (н.п. верхний или нижний).

При использовании емкостного сигнализатора уровня СУ200И (двухканальный) с двумя датчиками уровня можно реализовать контроль двух предельных уровней (верхний и нижний) на одной емкости или контроль двух верхних предельных уровней на разных резервуарах, используя два датчика верхнего уровня.

Сигнализатор уровня СУ300И (трехканальный) с тремя датчиками уровня позволяет контролировать уровень в трех точках в одной емкости или по одному уровню в трех емкостях.

Емкостные датчики уровня производства КОНТАКТ-1 могут применяться, например, как датчик уровня воды или в общем случае как датчик уровня жидкости, а также как датчик уровня сыпучих материалов различного характера. 

Датчики уровня производства КОНТАКТ-1 можно использовать вместо поплавкового датчика уровня или датчика реле уровня, в частности датчика реле уровня РОС, при этом емкостные датчики уровня надежнее и практичнее поплавкового датчика уровня, т.к. при контроле уровня не происходит залипание поплавка, ввиду отсутствия такового. Полным аналогом датчика реле уровня РОС 301, является трехканальный сигнализатор уровня СУ300 в комплекте с тремя датчиками уровня.

Емкостные датчики уровня КОНТАКТ-1, независимо от того используются ли они как датчики измерения уровня или датчики контроля уровня, могут применяться на различных контролируемых средах (вода, нефть, бензин, щелочь, кислота, зерно, уголь, пищевые продукты и многие другие).