| Принцип работы | Диапазон измерения | Особенности и преимущества | Сфера применения (отрасль, тех. процесс) | |
| Уровнемеры для жидкостей | ||||
| Контактные уровнемеры | Емкостные уровнемеры | до 50 м (типовой до 3 м) | Высокая чувствительность, отсутствие мертвой зоны, небольшая инерционность, экономичность. Недорогой прибор. | Контроль низкого уровня вещества (например, наличия/отсутствия воды). Агрессивные вещества, процессы с температурой до +250°С. Помимо жестких зондов есть тросовые исполнения, используемые в скважинах. |
| Гидро- статические уровнемеры  | до нескольких сотен метров | Существуют врезные и погружные приборы, поддерживают высокое давление рабочей среды, работают с любыми типами жидкостей и не требуют сложного ТО. | Однородные среды. Контроль наличия воды. Измерение глубин водоемов, промышленных резервуаров, хранилищ и скважин. Применяются с газами, в морском деле. | |
Поплавковые байпасные уровнемеры | до 3,5 м | Широкий диапазон температур и давлений, высокая надежность, визуальный контроль уровня, возможность автономной работы, совместное применение с магнитострикционными уровнемерамиТО и поверка без остановки ТП. | Токсичные, агрессивные среды в диапазоне температур -35…+250°С, автономные процессы с визуальной индикацией, емкости под давлением, пенящиеся продукты. | |
| Поплавковые магнито- стрикционные уровнемеры  | до 15 м (типовой до 6 м) | Высокая точность (доли миллиметра), быстродействие и отказоустойчивость. Обычно интеллектуальны, имеют функции расчета количественных параметров вещества. | Коммерческий учет, высокоточные измерения уровня, раздела сред в промышленности,пенящиеся продукты. | |
Поплавковые магнитные уровнемеры | до 6 м | Простая и надежная конструкция, экономичность при высокой точности. Отличается невысокой ценой. | Контроль уровня в нефтехимической, газовой промышленности, судостроительстве, энергетике. Применяются с пенящимися продуктами. | |
Буйковые уровнемеры | до 16 м (типовой до 3 м) | Может измерять плотность продукта, выдерживает высокие рабочие температуры и давления. | Топливо, масла, нефть. Измерение уровня, раздела фаз, плотности в резервуарах под высокими давлением (до 700 бар) и температурой (до 400 °С). | |
Микроволновые рефлексные уровнемеры | до 24 м | Прямой метод измерения, нечувствительность к колебаниям свойств среды и ее физическим характеристикам, высокая точность, простое ТО. | Высокоточные измерения 2-х и более продуктах в тяжелых условиях (высокой запыленности, давлении/температуре, агрессивных средах, резких изменениях уровня и колебаниях свойств продукта и окружающей среды). | |
| Бесконтактные уровнемеры | Ультразвуковые уровнемеры | до 40 м | Прямой метод измерения, не зависит от плотности веществ, компактный, высокое быстродействие, компактный,используется для измерения расхода жидкости. | Измерение уровня и расхода опасных/агрессивных для контактных приборов сред, водная сфера, расходомерные работы (с лотками Паршаля). Не используются в высоких и узких емкостях. |
Микроволновые радарные уровнемеры | до 70 м | Может работать в вакуумной среде, обладает максимальной точностью, независим от свойств среды, имеет долгий срок службы. | Любые виды жидких веществ, коммерческий учет, непостоянные среды (с резкой сменой физических свойств, высокой токсичностью, температурой и т.п.). Не используются в высоких и узких емкостях. Применимы с пенящимися продуктами. | |
| Уровнемеры для сыпучих материалов | ||||
| Контактные уровнемеры | Лотовые уровнемеры | до 70 м (типовой до 30 м) | Экономичный прибор, нечувствителен к запыленности, налипанию, влажности и электрическим свойствам продукта. | Высокие башни/шахты/cилосы, не требующие высокого быстродействия; определение раздела сред (твердые вещества и вода), сельское хозяйство, строительная и горная отрасль. |
Емкостные уровнемеры | до 20 м | Универсальны, работают с жидкими и сыпучими веществами, сохраняя все достоинства метода. | Порошки, гранулы,среды высокого давления/температуры (до +250°С). | |
Микроволновые рефлексные уровнемеры | до 24 м | Применим и с жидкостями, и с сыпучими веществами, сохраняет все достоинства метода в обоих случаях. Отличается высокой стоимостью. | Высокоточные измерения в сильнозапыленных средах, тяжелых рабочих условиях (изменяющиеся свойства окружения и среды, резкая смена уровня, агрессивные среды, высокие температура/давление). | |
| Бесконтактные уровнемеры |  | до 100 м | Может работать в вакууме, имеет долгий срок эксплуатации, нечувствителен к свойствам среды, имеет максимальную точность. | Применяется в любых сферах промышленности, опасных/агрессивных/точксичных средах, для коммерческого учета,для продуктовс непостоянными физ. свойствами. Не используются в высоких и узких емкостях. |
| Ультра- звуковые уровнемеры  | до 60 м | Измерения малозависимы от физических/химических свойств веществ, компактность, быстродействие. | Абразивные, вязкие, агрессивные и клейкие вещества, поточное производство, измерение расстояния до объектов на транспортерных лентах, обнаружение. Не используются в высоких и узких емкостях. | |
| Радио- изотопные уровнемеры  | Ограничен конструкцией, перемещающей уровнемер | Высокая надежность и точность (на работу не влияют ни сложные условия производства ни атмосферные осадки), возможность монтажа снаружи емкости. Дорогой прибор. | Тяжелая промышленность, металлургия (оценка уровня жидких металлов в печах, на разливе, хранении), закрытые емкости. Не применяется в пищевой промышленности. | |
Принцип работы датчиков уровня
Принцип работы
Механические и магнитные поплавковые уровнемеры
Принцип действия основан на замыкании поплавком контактов, расположенных на различных уровнях направляющего стержня. В магнитных поплавковых уровнемерах используются герконы, а в механических – микровыключатели.
Преимущества
- просто
- дёшево.
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.
1. BM 26 — индикатор уровня жидкостей поплавкового типа. Механический уровнемер ВМ 26 с поплавком в выносной камере используется для определения уровня жидкостей в открытых емкостях или резервуарах под давлением, пригоден для работы с опасными, воспламеняющимися и агрессивными жидкостями в самых тяжелых условиях.
2. BW 25 механический уровнемер буйкового типа для измерения уровня и раздела фаз жидкостей. Индикатор уровня BW25 работает по принципу измерения выталкивающей силы, воздействующей на тело, погруженное в жидкость. Длина тела, погруженного в жидкость (буйка), соот-ветствует диапазону измерения уровня. Буек, подвешенный на измерительной пружине, погружен в жидкость и на него, в соответствии с законом Архимеда, воздействует выталкивающая сила, эквивалентная массе вытесненной буйком жидкости. Изменению выталкивающей силы точно соответствует изменение длины пружины, которое преобразуется при помощи магнитной системы и передается на индикатор. Следует отметить, что использование магнитной передачи сигнала позволяет изолировать зону индикации от рабочей зоны, которая может находиться под большим избыточным давлением.
Заказ продукции *Для чтения документов формата PDF (Portable Document Format) необходим Acrobat Reader фирмы Adobe, скачать можно здесь.Поплавковые уровнемеры позволяют непрерывно измерять уровень для жидкостей и сжиженных газов, а также раздел фаз. Они применяются как в открытых резервуарах, так и в емкостях под давлением. |
Уровнемеры для сыпучих материалов | Уровнемеры для сыпучих веществ
 |
Уровнемеры сыпучих материалов предназначены для непрерывного контроля уровня сыпучих материалов таких как цемент, песок, щебень, мука, комбикорм, крупа, зерно, уголь, угольная пыль, паллеты и т.п. материалов. Уровнемеры сыпучих материалов могут быть контактными и бесконтактными.
Интерактивный подбор датчика уровня сыпучих материалов
Чтобы получить оптимальное решение вашей задачи, заполните опросный лист,
и наши специалисты свяжутся с Вами, чтобы предложить готовый ответ.
Лотовые уровнемеры
Электромеханические преобразователи уровня, в которых чувствительный груз закреплен на конце троса или ленты намотанных на барабан (катушку) расположенный в датчике. Датчик устанавливается на верхней крышке емкости. Электродвигатель вращает катушку с тросом, в результате чего груз движется к нижнему уровню емкости. Как только чувствительный груз достигнет поверхности материала, изменится натяжение троса, что будет отслежено электроникой, направление вращения двигатели изменится на противоположное и трос вновь намотается на барабан. Число оборотов катушки с тросом отлеживается микроэлектроникой и переводится в значение уровня. Значение уровня на выходе лотового датчика уровня формируется в универсальном аналоговом стандарте 4 — 20 мА, Modbus, Profibus.
Установка только вертикально. Обнаруживает вещества с плотностью от 20 гр./литр. Температура процесса до 250ºС. Измеряемый уровень до 40 метров. Допуски для использования в местах с опасностью взрыва газа и пыли. Точность измерения 1см/2,5см/5см/10см в зависимости от модели. Программируемый интервал периода измерения уровня (от 6 минут до 100 часов). Входы управления для останова измерения во время загрузки и ручного старта процесса измерения. Для защиты датчика от «засыпания» применяется датчик уровня INNOLevel. Примеры применения лотовых датчиков уровня
Предлагаем вашему вниманию электромеханические лотовые датчики дискретного измерения уровня марок Nivobob, Innolevel, UWT-lot, INNOLevel LOT:
INNOLevel Lot
Nivobob 3000
Nivobob 4000
UWT-Lot SLB 300
Выбрать лотовый уровнемер
Емкостные уровнемеры
используют тот же принцип работы, что и емкостные сигнализаторы предельного уровня. Активный зонд прибора (трос, стержень, кабель) и проводящая стена емкости (или заземленный второй зонд, или специальная труба, одетая на зонд, если стена емкости сделана из не проводящих материалов) создают пластины конденсатора. Изолятором в этом конденсаторе является либо воздух, либо другой материал в емкости, которые будут являться диэлектриками между платинами простого конденсатора. Когда емкость пустая, тогда начальная емкость конденсатора будет равна С0, при этом диэлектрический коэффициент «ε» для воздуха равен 1. Когда воздух будет вытеснен продуктом с диэлектрической константой выше чем у воздуха, емкость конденсатора изменится, то есть емкость будет меняться с увеличением измеряемого продукта в емкости. Это изменение емкости будет преобразовано прибором в выходной сигнал пропорционально изменению уровня. Показание уровнемера прямо пропорционально изменению уровня продукта и уровня емкости конденсатора. Емкость также зависит от расстояния между пластинами и выполнением условия о параллельности активного зонта и стены емкости или второго зонда. Применение второго зонда необходимо при измерении уровня в емкостях необычной формы, сферических, емкостей с отсутствующими строго вертикальными стенами, даже если стена изготовлена из проводящего материала, со стенками, изготовленными из слабо проводящих или не проводящих материалов.
Диапазон измерения уровня в зависимости от типа применяемого зонда до 30 метров. Точность измерения зависит от измеряемого уровня и как правило не хуже ±0,3%. Температура измеряемого продукта до +200ºС. Регулируемое время задержки. Выходные сигналы стандартных протоколов 4 — 20 мА, HART и др.
Выбрать емкостной уровнемер
Ультразвуковые уровнемеры
Бесконтактные датчики уровня непрерывного действия. Используют явление отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела сред газ — твердое вещество. Электронный блок ультразвукового уровнемера измеряет время прохождения излученного ультразвукового импульса от датчика до границы раздела сред и обратно. Чем больше уровень материала в емкости или силосе, тем меньше время прохождения импульса от датчика до материала и обратно. Так как скорость распространения звука в воздухе составляет 331 м/сек., а измеряемые уровни не превышают 70 метров, поэтому измерение уровня можно проводить ежесекундно. Благодаря этому ультразвуковые датчики осуществляют именно непрерывное измерение, тогда как, лотовым датчикам требуется намного большее время на разматывание и сматывание троса. Основа электронного блока — микропроцессорное устройство, которое позволяет запрограммировать отключение датчика на время периодического прохождения механизма, например лопасти мешалки. Ультразвуковые датчики изготавливаются в виде моноблока с индикаторным устройством и блоком программирования, либо с отсутствием таковых. В этом случае управление осуществляется через ПК. Выходные сигналы формируются по стандартным протоколам 4 — 20 мА, Modbus, Profibus и др. Примеры применения ультразвуковых датчиков уровня сыпучих веществ.
Установка вертикально сверху или под небольшим углом в зависимости от профиля измеряемой поверхности. Диапазон измерения уровня до 60 метров. Точность измерения 0,25%. Температура процесса до 150ºС. Взрывобезопасное исполнение. Автоматическая температурная компенсация.
Выбрать ультразвуковой уровнемер
Акустические уровнемеры
Акустические уровнемеры — разновидность ультразвуковых датчиков непрерывного измерения уровня. Акустический датчик уровня излучает очень мощные акустические волны, которые отражаются от поверхности измеряемого вещества. Отраженный сигнал обрабатывается при помощи специально разработанного программного обеспечения (Nivowave ПО), для того чтобы отфильтровать полезный сигнал и подавить ложное эхо.
Метод обработки принятого эхо-сигнала позволяет снизить до минимума потери сигнала. Благодаря применению очень мощного импульса, затухания имеют гораздо меньшее влияние по сравнению с обычными ультразвуковыми приборами. Излучаются более мощные сигналы, соответственно, принимаются тоже более мощные отраженные сигналы. Приемная электроника позволяет распознать и обработать очень слабые эхо-сигналы, также в комбинации с сильными шумовыми помехами. Примеры применения акустических датчиков.
Выбрать акустический датчик уровня
Рефлексные (волноводные) микроволновые преобразователи уровня
по принципу работы аналогичны микроволновым радарным уровнемерам, но в отличие от них микроволновый импульс распространяется не в воздухе или другом газе, а по специальному волноводу — зонду. Микроволновые электромагнитные импульсы походят по зонду и отражаются от границы резкого изменения диэлектрической проницаемости — границы раздела воздуха (газа) и твердого или жидкого вещества. Разница во времени между моментом излучения микроволнового импульса и моментом приема отраженного сигнала пропорциональна расстоянию до продукта или границы раздела двух сред. Мощность отраженного сигнала тем больше, чем больше диэлектрическая проницаемость материала. Для измерения уровня раздела двух сред, например воды и шлама, используется остаточная энергия импульса от первого отражения, так как часть энергии микроволнового импульса не отражается от границы сред, а продолжает свое движение по волноводу. В качестве зонда — волновода могут применяться трос, стержень или коаксиальная конструкция.
Волноводная технология имеет ряд преимуществ по сравнению с радарной, так как импульсы в волноводе практически не восприимчивы к изменениям окружающей среды в резервуаре. Это позволяет использовать их для решения задач измерения в сложных условиях — высокая температура, избыточное давление, запыленность, бурление, пенообразование, пары и газы над измеряемым продуктом. Рефлексные уровнемеры незаменимы в узких и высоких емкостях, где применение радаров ограничено диаграммой направленности антенн.
Диапазон измерения уровня до 30 метров. Точность измерения ±5 мм. Диэлектрическая проницаемость измеряемой среды от 1,3ε. Температура измеряемой среды от -30 до +200ºС. Выходные сигналы стандартных протоколов 4 — 20 мА, Modbus, Profibus, HART и др.
Выбрать рефлексный микроволновый уровнемер
Микроволновые радарные уровнемеры
универсальные приборы непрерывного измерения уровня, по принципу работы аналогичны ультразвуковым уровнемерам, так же используют принцип отражения волн от границы раздела сред. Отличие заключается в том, что ультразвуковые датчики уровня работают в диапазоне излучения 5 … 50 кГц, а микроволновые радарные датчики используют частоты 6 … 95 ГГц. Радарный датчик уровня построен по принципу радиолокатора, что позволяет минимизировать влияние паразитных помех и помех, связанных с неровностью измеряемой поверхности. Так же как и ультразвуковые уровнемеры не имеют контакта с измеряемым объектом, но в отличие от ультразвуковых датчиков, обладают намного меньшей чувствительностью к влиянию температуры и давления в рабочей емкости, а так же их изменению. Радарные уровнемеры обладают большей устойчивостью к таким негативным для других приборов явлениям, как запыленность, пенообразование, испарения с измеряемой поверхности. Важной характеристикой влияющей на уровень измерения и точность, является размер и тип применяемой антенны. Различают рупорные, стержневые, трубчатые, параболические и планарные антенны. Чем больше размер антенны, тем более мощный и узконаправленный сигнал она формирует, соответственно обеспечивается максимальная дальность и максимальная разрешающая способность микроволнового радарного уровнемера.
Точность измерения уровня ±1мм., что позволяет использовать микроволновые радарные уровнемеры для целей коммерческого учета. Температура процесса до +250ºС. Диапазон измерения уровня до 50 метров. Диэлектрическая постоянная измеряемого вещества должна быть более 1,6. Клейкие вещества могут вызывать отказы.
Выбрать микроволновый радарный уровнемер
Поплавковый уровнемер — Техническая библиотека Neftegaz.RU
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.
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.
Схема поплавкового уровнемера
Здесь поплавок (1) соединен с указателем (3) с помощью троса (2).
Также схема поплавкового уровнемера показывает расположенный на конце троса рядом с указателем противовес (4), который сохраняет натяжение троса.
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.
Уровнемеры назначение устройство принцип действия. Уровнемеры для жидкостей и сыпучих тел. Классификация методов измерения уровня
Вопрос 30. Классификация приборов измерения уровня. Устройство и настройка поплавкового выключателя уровня типа Омюв
Классификация приборов измерения уровня
Широкий круг задач, связанных с измерением и регулированием уровня, обусловил появление большого числа различных приборов и устройств, основанных на разных принципах действия с различной степенью сложности в изготовлении и наладке таких устройств и приборов. В соответствии с этим приборы для измерения и регулирования уровня разделяются.
Измерение может быть аналоговым или цифровым, а шкала калибруется в единицах уровня. Существуют различные методы измерения уровня жидкости с конкретными характеристиками, которые делают их более подходящими для некоторых приложений или других. Основными типами счетчиков уровня являются те, которые основаны на.
- Прямое измерение Гидростатическое давление.
- Электрические свойства жидкости.
- Вытеснение.
Поплавковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на следящем действии поплавка, плавающего на поверхности жидкости и перемещающегося вместе с её уровнем.
Поплавковые уровнемеры непригодны для вязких жидкостей (дизельного топлива, мазута, смол) из-за залипания поплавка, обволакивания его вязкой средой.
Это те, которые основаны на прямом измерении высоты жидкости. Их можно разделить на те, которые являются механически и обычно ручными на основе измерения уровня в поплавке, соединенного с электрооборудованием. Он состоит из стержня, который вводится в измеряемый резервуар. Когда стержень удаляется из резервуара, достигнутый уровень будет отмечен на стержне.
Оператор, который выполняет измерения, находится в верхней части бака, поэтому этот метод противопоказан для измерения продуктов, свойства которых могут быть вредными для оператора или сложны для размещения в верхней части бака. К двум клавишам, расположенным на концах нижнего и верхнего отделов, помещается трубка из стекла или прозрачного пластика, что позволяет визуально видеть высоту жидкости.
Наиболее часто поплавковые уровнемеры используют для измерения уровней в больших открытых резервуарах, а также в закрытых резервуарах с низким давлением.
Буйковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения буйка. Буёк в отличие от поплавка не плавает на поверхности жидкости, а погружен в жидкость и перемещается в зависимости от её уровня. Измерительным параметром является выталкивающая сила тонущего буйка, величина которой пропорциональна глубине его погружения в жидкость, при этом жидкость может находиться под атмосферным, избыточным или вакуумметрическим давлением.
Уровнемеры делятся на группы по используемому ими режиму работы
Преимущество состоит в том, что он является быстрым и удобным, а основным недостатком является то, что прозрачный элемент обычно менее устойчив, чем материал, из которого изготовлен резервуар, и может разрушаться, что приводит к разливу продукта. Поплавок внутри бака постоянно указывает уровень жидкости. Существует несколько способов передачи уровня поплавка оператору.
С помощью веревки поплавок прикрепляется к противовесу и калиброванному шкале, который обозначает объем жидкости. Быстро, дешево и прямо, но громоздко и может запутаться. Поплавок включает в себя магнит, который передает сигнал либо на металлическую часть снаружи, которая перемещается в зависимости от поплавка или электрической цепи, которая открывается или закрывается в зависимости от сохранения или отсутствия поплавка.
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.
Иногда, как и жидкие залежи, из-за юридических проблем необходимо рассчитать объем месторождения при определенной температуре. Поскольку уровень жидкости изменяется с температурой, некоторые из этих измерителей уровня должны включать датчик температуры для компенсации отклонений.
Существуют также способы извлечения нефти с примене
Гидростатические измерители уровня. Они основаны на давлении, оказываемом жидкостной колонкой. Это давление будет зависеть от уровня продукта, его плотности и атмосферного давления. Датчики уровня давления. Самый простой способ измерения уровня — разместить датчик относительного давления в нижней части бака. Давление жидкости будет собираться датчиком и регулировать плотность, чтобы уровень был известен.
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.
Счетчики уровня пузыря. Когда невозможно или удобно разместить датчик давления в нижней части бака, можно полый шток, который доходит до дна и вытесняет жидкость внутри стержня воздухом. Давление, соответствующее высоте жидкости, которая будет передаваться в точку, находящуюся вдали от резервуара, где расположен датчик давления, будет воздействовать на самую низкую точку стержня.
Буйковые и поплавковые уровнемеры
Они очень надежное оборудование, которое не имеет движущихся частей, контактирующих с жидкостью и безопасных для нести электричества в районе резервуара. Барботирование также очищает область и предотвращает остатки, которые препятствуют измерению уровня. Не рекомендуется использовать его в очень вязких жидкостях, в которых пузырь не может попасть в ловушку, и давление не передается правильно.
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 плотности измеряемой среды.
Гидростатический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении манометром или напорометром гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты её уровня.
Уровнемеры дифференциального давления. Основным недостатком измерения давления для определения уровня является то, что высота жидкости зависит от ее плотности. Много раз плотность неизвестна или варьируется под воздействием таких факторов, как температура. Измеряя в двух точках на известном расстоянии, плотность можно рассчитать и как только это будет известно, точно вычислить высо
Подбор контактных и бесконтактных уровнемеров непрерывного контроля уровня жидкости
|
Уровнемеры жидкости предназначены для непрерывного контроля уровня жидкостей. Уровнемеры жидкости называют так же преобразователями уровня жидкости. На выходе уровнемера жидкости формируется либо аналоговый сигнал пропорциональный уровню жидкости, либо цифровой сигнал в формате промышленных коммуникационных сетей. Уровнемеры жидкости могут использовать контактный метод измерения, когда чувствительный элемент уровнемера соприкасается с жидкостью или бесконтактный, тогда прямого контакта частей уровнемера жидкости с измеряемой жидкостью не происходит.
Уровнемеры жидкости контактные
Уровнемеры жидкости бесконтактные
Интерактивный подбор датчика уровня жидкости
Чтобы получить оптимальное решение вашей задачи, заполните опросный лист,
и наши специалисты свяжутся с Вами, чтобы предложить готовый ответ.
Емкостные преобразователи уровня
Емкостные уровнемеры используют тот же принцип работы, что и емкостные сигнализаторы предельного уровня. Активный зонд прибора (трос, стержень, кабель) и проводящая стена емкости (или заземленный второй зонд, или специальная труба, одетая на зонд, если стена емкости сделана из не проводящих материалов) создают пластины конденсатора. Изолятором в этом конденсаторе является либо воздух, либо другой материал в емкости, которые будут являться диэлектриками между платинами простого конденсатора. Когда емкость пустая, тогда начальная емкость конденсатора будет равна С0, при этом диэлектрический коэффициент «ε» для воздуха равен 1. Когда воздух будет вытеснен продуктом с диэлектрической константой выше чем у воздуха, емкость конденсатора изменится, то есть емкость будет меняться с увеличением измеряемого продукта в емкости. Это изменение емкости будет преобразовано прибором в выходной сигнал пропорционально изменению уровня. Показание уровнемера прямо пропорционально изменению уровня продукта и уровня емкости конденсатора. Емкость также зависит от расстояния между пластинами и выполнением условия о параллельности активного зонта и стены емкости или второго зонда. Применение второго зонда необходимо при измерении уровня в емкостях необычной формы, сферических, емкостей с отсутствующими строго вертикальными стенами, даже если стена изготовлена из проводящего материала, со стенками, изготовленными из слабо проводящих или не проводящих материалов.
Диапазон измерения уровня в зависимости от типа применяемого зонда и достигает значения 30 метров. Точность измерения зависит от измеряемого уровня и как правило не хуже ±0,3%. Температура измеряемого продукта до +200ºС (опционально до +800°С). Регулируемое время задержки. Выходные сигналы стандартных протоколов 4 — 20 мА, HART и др.
Выбрать емкостный уровнемер жидкости.
Ультразвуковые преобразователи уровня
Ультразвуковые уровнемеры — бесконтактные датчики уровня непрерывного действия. Используют явление отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела сред газ — твердое вещество. Электронный блок ультразвукового уровнемера измеряет время прохождения излученного ультразвукового импульса от датчика до границы раздела сред и обратно. Чем больше уровень материала в емкости или силосе, тем меньше время прохождения импульса от датчика до материала и обратно. Так как скорость распространения звука в воздухе составляет 331 м/сек., а измеряемые уровни не превышают 70 метров, поэтому измерение уровня можно проводить ежесекундно. Благодаря этому ультразвуковые датчики осуществляют именно непрерывное измерение, тогда как, лотовым датчикам требуется намного большее время на разматывание и сматывание троса. Основа электронного блока — микропроцессорное устройство, которое позволяет запрограммировать отключение датчика на время периодического прохождения механизма, например лопасти мешалки. Ультразвуковые датчики изготавливаются в виде моноблока с индикаторным устройством и блоком программирования, либо с отсутствием таковых. В этом случае управление осуществляется через ПК. Выходные сигналы формируются по стандартным протоколам 4 — 20 мА, HART.
Установка вертикально сверху или под небольшим углом в зависимости от профиля измеряемой поверхности. Диапазон измерения уровня до 25 метров. Точность измерения 0,25%. Температура процесса до +90ºС. Взрывобезопасное исполнение.
Примеры применения ультразвуковых уровнемеров для жидкости.
Выбрать ультразвуковой уровнемер жидкости …
Акустические уровнемеры
по принципу действия аналогичны ультразвуковым уровнемерам. Прибор излучает очень мощные акустические волны, которые отражаются от поверхности измеряемого вещества. Отраженный сигнал обрабатывается при помощи специально разработанного программного обеспечения, для того чтобы отфильтровать полезный сигнал и подавить ложное эхо. Метод обработки принятого эхо-сигнала позволяет снизить до минимума потери сигнала. Благодаря применению очень мощного импульса, затухания имеют гораздо меньшее влияние по сравнению с обычными ультразвуковыми приборами. Излучаются более мощные сигналы, соответственно, принимаются тоже более мощные отраженные сигналы. Приемная электроника позволяет распознать и обработать очень слабые эхо-сигналы, также в комбинации с сильными шумовыми помехами. Для обеспечения наиболее возможной точности измерения, измеряемый сигнал компенсируется в зависимости от температуры. Установка вертикально сверху или под небольшим углом в зависимости от профиля измеряемой поверхности. Диапазон измерения уровня до 60 метров. Точность измерения 0,25%. Температура процесса до 150ºС. Взрывобезопасное исполнение.
Выбрать акустический уровнемер …
Гидростатические преобразователи уровня
Гидростатические уровнемеры используют метод измерения основанный на определении гидростатического давления, оказываемого жидкостью на дно резервуара. Величина гидростатического давления на дно резервуара зависит от высоты столба жидкости над измерительным прибором и от плотности жидкости. Принцип действия: преобразование деформации упругого чувствительного элемента под воздействием гидростатического давления в аналоговый токовый сигнал. Гидростатические уровнемеры это фактически преобразователи дифференциального давления, поэтому для работы им необходима связь с атмосферой. Гидростатические уровнемеры применяются для измерения уровня различных жидкостей, начиная от чистой воды до различных паст, в открытых и закрытых резервуарах, бассейнах, колодцах и глубинных скважин. Гидростатические уровнемеры бывают врезного типа (врезаются в днище емкости) и погружного типа (в этом случае параллельно присоединительному кабелю наружу выводится капиллярная трубка для связи с атмосферным давлением). Точность измерения не хуже 0,25%, что при наличии свидетельства о включении в государственный реестр средств измерения позволят применять их для целей коммерческого учета. Температура измеряемого процесса до +125°С.
При монтаже гидростатических уровнемеров необходимо учитывать, что при закачивании материала процесса, струя жидкости может вызывать избыточное давление, что приведет к потере точности, поэтому следует располагать датчики максимально удаленно от зоны турбулентности.
Выбрать гидростатический уровнемер …
Байпасные преобразователи уровня
Байпасные уровнемеры используют специальную отводную трубку байпас — колонку для измерения уровня жидкости размещенную сбоку емкости . Резервуар и байпасная трубка сообщающиеся сосуды, изменение уровня в резервуаре соответствует изменению уровня в байпасной трубке. В самой трубке размещен поляризованный магнит, который плавает на поверхности жидкости. Рядом с трубкой расположен чувствительный элемент магнитно-стрикционного типа, который преобразует изменение расстояния от нижней точки байпаса до магнита в токовый сигнал 4 … 20 мА. Для визуализации уровня на стенках стеклянной трубки размещены специальные пластины, которые под воздействием магнита изменяют свое положение. Каждому положению соответствует свой цвет, поэтому визуально четко видна граница уровня жидкости в байпасе и соответственно в резервуаре. При необходимости байпасные уровнемеры могут дополнительно оборудоваться сигнализаторами предельного уровня. Связь с внешней средой происходит только через магнитное поле, прямой контакт с измеряемой средой отсутствует, что позволяет использовать байпасные преобразователи уровня в пищевой промышленности, молочной промышленности, фармацевтической промышленности и др.
Выбрать байпасный уровнемер …
Микроволновые преобразователи уровня
Микроволновые радарные уровнемеры — универсальные приборы непрерывного измерения уровня, по принципу работы аналогичны ультразвуковым уровнемерам, так же используют принцип отражения волн от границы раздела сред. Отличие заключается в том, что ультразвуковые датчики уровня работают в диапазоне излучения 5 … 50 кГц, а микроволновые радарные датчики используют частоты 6 … 95 ГГц. Значение частоты излучения радарного уровнемера необходимо учитывать при выборе приборов для измерения уровня жидкостей с малыми значениями диэлектрической проницаемости. Чем меньше ε — тем выше должна быть частота. Так для измерения уровня нефтепродуктов следует использовать радарные уровнемеры с максимальной частотой. Радарный датчик уровня построен по принципу радиолокатора, что позволяет минимизировать влияние паразитных помех и помех, связанных с неровностью измеряемой поверхности. Так же как и ультразвуковые уровнемеры не имеют контакта с измеряемым объектом, но в отличие от ультразвуковых датчиков, обладают намного меньшей чувствительностью к влиянию температуры и давления в рабочей емкости, а так же их изменению. Радарные уровнемеры обладают большей устойчивостью к таким негативным для других приборов явлениям, как запыленность, пенообразование, испарения с измеряемой поверхности. Важной характеристикой влияющей на уровень измерения и точность, является размер и тип применяемой антенны. Различают рупорные, стержневые, трубчатые, параболические и планарные антенны. Чем больше размер антенны, тем более мощный и узконаправленный сигнал она формирует, соответственно обеспечивается максимальная дальность и максимальная разрешающая способность микроволнового радарного уровнемера.
Точность измерения уровня ±1мм., что позволяет использовать микроволновые радарные уровнемеры для целей коммерческого учета. Температура процесса до +250ºС. Диапазон измерения уровня до 50 метров. Диэлектрическая постоянная измеряемого вещества должна быть более 1,6. Клейкие вещества могут вызывать отказы.
Выбрать микроволновый радарный уровнемер …
Магнитострикционные преобразователи уровня
Магнитострикционные уровнемеры состоят из поплавка со встроенным магнитом и направляющей, внутри которой располагается волновод, помещенный в катушку по который через определенные промежутки времени протекают импульсы тока. При перемещении импульса возникает радиальное магнитное поле вокруг волновода. При пересечении с магнитным полем постоянного магнита расположенного в поплавке, возникает, пластическая деформация магнитострикционного волновода, которая является высокодинамичным процессом, вследствие скорости токового импульса. Из-за этого возникает ультразвуковая торсионная волна, которая распространяется от места возникновения в оба конца волновода, однако в одном из концов она полностью гасится и, таким образом, помехи и искажения сигнала исключаются. Детектирование и обработка торсионного импульса происходит на другом конце волновода в специальном преобразователе. Точное определение позиции получается измерением времени между стартом токового импульса и времени возникновения ответного электрического сигнала, которое определяется в преобразователе торсионных импульсов при детектировании ультразвуковой волны. Этот электрический сигнал обрабатывается электроникой датчика, электроника анализирует время распространения торсионных волн и формирует пропорциональный токовый сигнал, либо сигнал соответствующего протокола. Направляющая может быть жесткой или гибкой, последний вариант наиболее предпочтительнее для измерения большого диапазона уровня, так как значительно упрощает транспортировку прибора до места установки.
Выбрать магнитно-стрикционный уровнемер …
Магнитные преобразователи уровня
Магнитные уровнемеры сходны по конструкции с магнитными сигнализаторами предельного уровня. Постоянный магнит, смонтированный в поплавке расположенном на направляющей, вызывает срабатывание магниточувствительных контактов расположенных в направляющей. При срабатывании контакты включают последовательно расположенные резисторы, таким образом, при перемещении поплавка общее сопротивление резистивного модуля внутри направляющей непрерывно изменяется с дискретностью соответствующей разрешающей способности уровнемера. Магнитные уровнемеры вследствие простоты физического принципа измерения, не нуждаются в сколь-нибудь значительном техническом обслуживании, не требуют регулировки, просты в монтаже и экономически привлекательны. Ограничения по применению обусловлены в первую очередь плотностью измеряемой жидкости и размером поплавка.
Выбрать магнитный поплавковый уровнемер …