Контрольная работа: Методы и средства контроля давления. Поплавковые и гидростатические уровнемеры

- индуктивные.

3.2 Приборы измерения и контроля уровня

3.2.1 Поплавковые уровнемеры

В поплавковом уровнемере чувствительный элемент – поплавок, плавающий на поверхности жидкости. Поплавок перемещается вверх или вниз вместе с перемещением контролируемого уровня жидкости. Его перемещение передается на показывающее устройство или на преобразователь перемещения в электрический сигнал. Наиболее простым типом поплавковых приборов является прибор тросового типа (рис.1, а). Поплавок 4 через гибкий трос 2 связан с вращающимся шкивом 1. Для уравновешивания всей системы на конце троса закреплен противовес 5.

С изменением уровня контролируемой жидкости происходит перемещение поплавка и троса. Для сигнализации минимального и максимального уровней на тросе устанавливаются два ограничителя уровня 3, которые при достижении заданного уровня перекидывают коромысло 7, что приводит к переключению сигнальных электрических контактов 6. Перемещением ограничителей уровня можно изменять диапазон сигнализации поплавкового прибора. Поплавковый прибор с одним рычагом 2, соединяющим поплавок 1 с контрольным устройством 3 показан на рис. 1, б.

Приборы тросового типа нельзя применять в резервуарах, находящихся под избыточным давлением, при низких температурах или в пожаро- и взрывоопасных жидкостях.

3.2.2 Буйковый уровнемер

Принцип действия буйкового прибора показан на рис. 2. Стальной цилиндрический буй 8 подвешен на конце рычага 7, который связан с торсионной трубкой 6. Под действием буя к упругой трубке прилагается дефомирующий момент. При этом масса буя выбирается так, чтобы он не всплывал при полном его погружении в жидкость. С повышением уровня жидкости увеличивается глубина погружения буя и за счет его погружения и за счет выталкивающей силы уменьшается его масса, что вызывает пропорциональное уменьшение угла закручивания упругой трубки 6 и стального стержня 5, закрепленного внутри трубки. На противоположном конце стержня 5 (трубки) установлена заслонка 4 пневмоустройства, которая отклоняется относительно сопла 3 на тот же угол.

Пневмоустройство 2 усиливает малое угловое перемещение заслонки 8 пропорционально изменению давления сжатого воздуха, контролируемого специальным монометром 1, шкала которого переградуирована в уровень.

Указатель уровня УДУ-5 предназначен для контроля уровня жидкостей в закрытых и открытых емкостях высотой до 12 м. Указатель имеет датчик и вторичный показывающий сигнализирующий прибор. При изменении положения поплавка уровнемера перемещаются щетки реохода дистанционной приставки, которые изменяют значение сопротивления. Сопротивление, изменяемое в зависимости от уровня контролируемой жидкости, измеряется электронным мостом. Приставка имеет щетки «метров» и «сантиметров». Комплектно с прибором УДУ-5 выпускается пульт контроля и сигнализации ПКС, которые имеет две модификации: для щитового и настольного монтажа. В зависимости от модификации пульта ПКС может контролировать 10 – 20 резервуаров, имеющих указатели уровня типа УДУ-5.

Дистанционный индикатор уровня типа ДИУ используется для автоматического контроля и регулирования уровня жидкости в сосудах, работающих под давлением до 32 мПа. В зависимости от модификации индикатор типа ДИУ применяется для измерения уровня в пределах 0…1600 мм. Прибор имеет взрывозащищенное исполнение и состоит из индикатора уровня буйкового типа, электрического датчика с дифференциально-трансформаторной схемой и вторичного электронного прибора.

Сигнализатор уровня жидкости типа СУ представляет собой поплавковое рычажное бескамерное реле уровня. Прибор предназначается для контроля неагрессивных взрывобезопасных жидкостей в диапазоне 20…150 мм. Буйковые уровнемеры с пневмовыходом УБ-П и с электрическим выходом УБ-Э используют для непрерывного измерения уровня жидкости.

Уровнемеры применяют в комплекте с вторичными приборами, регуляторами, работающими с выходными стандартными пневматическими сигналами 20…10 кПа или электрическим токовым сигналом 0…5 мА. Принцип действия приборов типа УБ-П основан на пневматической силовой компенсации.

Чувствительным элементом уровнемера является стальной буй. При измерении уровня жидкости выше 1,6 м буй изготавливают составным свинчивающимся. Он подвешивается к концу Г-образного рычага. Начальная масса буя уравновешивается специальным грузом.

3.2.3 Гидростатические уровнемеры

Принцип действия гидростатических уровнемеров основан на измерении давления, создаваемого столбом жидкости в контролируемом объекте. Зная плотность жидкости, можно определить ее уровень по показанию монометра, установленного в нижней части резервуара

H = P /pg,

где Р – давление столба жидкости;

р - плотность жидкости.

Этот метод применяют только для открытых резервуаров. Более современен метод измерения уровня при помощи дифференциальных монометров. Для обеспечения постоянного столба жидкости в одном из колен дифманометра устанавливается уравнительный сосуд, уровень в котором соответствует нулевому уровню в контролируемом резервуаре.

При измерении уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением, уравнительный сосуд устанавливается на высоте максимального уровня в контролируемом резервуаре и соединяется с ним импульсной линией.

В качестве дифманометров-уровнемеров применяют поплавковые, мембранные и сильфонные дифманометры.

3.2.4 Пьезометрические уровнемеры

Принцип действия пьезометрических уровнемеров основан на том, что через слой контролируемой жидкости перерывно продувается газ. Чем выше уровень жидкости, тем труднее воздуху барботировать через слой жидкости и тем выше давление газа в пьезометрической линии.

Пьезометрические уровнемеры применяют для контроля уровня агрессивных, кристаллизующихся жидкостей в открытых резервуарах. Пределы измерения 250…400 мм (по воде). В случаях измерения уровней агрессивных, кристаллизующихся жидкостей, пульп, широко применяют датчики уровня типа ДДП (рис. 3).

Если трубку 1 поместить внутрь трубки 5 и подавать через трубку 1 определенное количество воздуха, то он вытеснит жидкость из трубки 5. Во внутренней полости трубки установится давление Р, определяемое глубиной погружения трубки и плотностью жидкости. Шкала прибора 2, измеряющего это давление, пересчитана в единицы измерения уровня.

Для дистанционной передачи показаний применяют как пневматические датчики уровня, так и дифференциальные манометры. При этом давление воздуха в пневмотрубке преобразуется в стандартный выходной пневматический или электрический сигнал, величина которого пропорциональна величине контролируемого уровня жидкости. Вторичные измерительные приборы в зависимости от потребности могут быть показывающими, самопишущими и сигнализирующими.

При дистанционном измерении уровня погрешность прибора определяется суммарной погрешностью преобразователя и вторичного прибора. Величина погрешности составляет 25…35 %. Допустимый диапазон измерения уровня составляет 0…40 кПа.

3.2.5 Радиоизотопные уровнемеры