Как работает расширительный термометр? посредством которого осуществляется его действие

Термометры расширения бывают двух типов: стеклянные жидкостные и манометрические. Принцип действия основан на расширен среды, заключенной в этих приборах.

Стеклянные жидкостные термометры делятся на две группы.

Стеклянный термометр с вложенной шкалой (рис.7. а) состоит из стеклянного резервуара 1 и припаянного к нему стеклянного капилляра 2. Вдоль капилляра расположена шкала 3, которая, как правило, наносится на пластине молочного стекла. Резервуар, капилляр и шкала помещаются в стеклянную оболочку 4, которая припаивается к резервуару.

Палочные стеклянные термометры (рис. 7.б) изготавливаются из толстостенных капилляров 1, к которым припаивается резервуар 2. Шкала термометра 3 наносится на наружной поверхности капилляра.

Капилляр заполнен термометрической жидкостью: ртуть, толуол, этиловый спирт, керосин, петролейный эфир, пентан др.

Рис.7. Стеклянные жидкостные термометры : а – с вложенной шкалой, б – палочный.

Т.к. одновременно с расширением жидкости расширяется резервуар и капилляр, то фактически мы судим о температуре не по изменению объема жидкости, а по видимому изменению жидкости в стекле. Поэтому видимое расширения жидкости несколько меньше действительного.

По способу применения термометры рассчитаны либо на частичное погружение (имеется указание о глубине погружения), либо на погружение до считываемой температуры (полное погружение). На термометрах частичного погружения имеется указание о глубине погружения.

Если термометр полного погружения погружен неполностью, то надо вводить поправку на выступающий столбик термометрической жидкости.

С (определяется прочностными характеристиками стекла). В ртутных термометрах для высоких температур, капилляр над ртутью заполняется инертным газом (до 30 ат.)

Достоинствастеклянных жидкостных термометров – высокая точность, простота, дешевизна.

Недостатки – плохая видимость шкалы, невозможность автоматической записи показаний и дистанционной передачи, хрупкость и невозможность ремонта.

Термобаллон 1 погружается в измеряемую среду и рабочее вещество, находящееся в термобаллоне, принимает температуру среды. При повышении температуры давление растет, при понижении падает. Давление через гибкий капилляр 2 передается манометру 3, который является частью всего прибора. Манометр проградуирован в градусах (в единицах температуры, а не давления).

Рис.8. Манометрический термометр.

В зависимости от рабочего вещества, бывают:

– Конденсационные манометрические термометры(парожидкостные). Рабочее вещество – на ¾ низкокипящая жидкость, остальное – ее насыщенные пары. Это может быть фреон 22, пропилен, хлористый метил, ацетон и этилбензол. Капилляр и манометрическая пружина заполнены, как правило, другой жидкостью. Их диапазон – от -50 до +300

С.Шкала неравномерна. Давление в термосистеме равно давлению насыщенных паров жидкости, зависящему от температуры, при которой находится жидкость в термобаллоне (эта зависимость от температуры нелинейна). Таким образом, температура воздуха (капилляра и измерительного механизма манометра) не будут влиять на показания. Атмосферное давление влияет. Длина капилляра до 25м.

Обратите внимание, что манометрический термометр осуществляет дистанционное измерение температуры (в пределах установленной длинны капилляра). В термобаллоне измеряемая величина (температура) преобразовывается в величину другой физической природы (в данном случае это не электрическая величина, а давление). Таким образом, манометрический термометр можно в какой то мере рассматривать как измерительный комплект, состоящий из термобаллона (первичный преобразователь) и манометра (вторичный преобразователь). Следует, однако, отметить, что этот «измерительный комплект» выпускается как единое целое и не может подвергаться свободной сборке-разборке из-за возможной потери герметичности и рабочего вещества.

Манометрические термометры особенно часто используются во взрывоопасных и пожароопасных помещениях, когда нельзя использовать электрические методы дистанционного измерения.

Допустимые расстояния по высоте между термобаллоном и манометром указываются конкретно в монтажных инструкциях к приборам.

Буйковый уровнемер – прибор, используемый для измерения жидких веществ. Он работает с помощью буйка, входящего в прямой контакт с исследуемым материалом. Буйки не плавают на поверхности и при повышении уровня погружаются прямо в жидкость.

Уровнемеры – это устройства для измерения уровня, которые применяются в разных сферах производства, сельского хозяйства и . Они используются для о слежения и фиксирования состояния материал вне зависимости от его физико-химических и органолептических характеристик.

Самыми простыми уровнемерами для жидких сред любых видов являются поплавковые уровнемеры. Устройства определяют уровень жидкости благодаря расположению входящего в состав конструкции чувствительного элемента.

Такой уровнемер представляет собой измеритель перемещения поплавка находящегося в жидкости, за уровнем которой нужно следить. Уровнемеры поплавковые используются преимущественно для определения уровней в крупных резервуарах с низким давлением. Их нельзя применять в емкостях заполненных вязкими веществами (смолами, мазутами, дизелем) и криогенными жидкостями, в которых происходит активное кипение верхнего слоя провоцирующее вибрацию поплавка, приводящую к искажению результатов.

Термометрия относится к наиболее простым и эффективным методам измерений. Она основана на том, что физические свойства материала меняются в зависимости от температуры. В частности, измеряя сопротивление металла, сплава или полупроводникового элемента, можно определить его температуру с высокой степенью точности. Датчики такого типа называются термоэлектрическими или термосопротивлениями. Предлагаем рассмотреть различные виды этих устройств, их принцип работы, конструкции и особенности.

Виды термодатчиков

Наиболее распространенными считаются следующие типы термометров сопротивления (далее ТС):

• А – Выводы измерителя.
• В – Стеклянная пробка, закрывающая защитную гильзу.
• С – Защитная гильза, наполненная гелием.
• D – Электроизоляционная пленка, покрывающая внутреннюю часть гильзы.
• E – Полупроводниковый чувствительный элемент (далее ЧЭ), в приведенном примере это германий, легированный сурьмой.

Расшифровка аббревиатур

Чтобы не возникало вопросов, что такое ТСМ, приведем расшифровку этой и других аббревиатур:

• ТСМ это термометр сопротивления (ТС), в чувствительном элементе (ЧЭ) которого используется медная проволока (М).
• ТСП, в применяется платиновый (проволока из платины) ЧЭ.
• КТС б – обозначение комплекта из нескольких платиновых ТС., позволяющих провести многозонные измерения, как правило, монтаж таких устройств производится на вход и выход системы отопления, чтобы установить разность температур.
• ТПТ – технический (Т) платиновый термометр (ПТ).
• КТПТР – комплект из ТПТ приборов, буква «Р» в конце указывает, что может производиться не только измерение разницы температур между различными датчиками.
• ТСПН – «Н» в конце ТСП, обозначает, что датчик низкотемпературный.
• НСХ – под данным сокращением подразумевается «номинальная статическая характеристика», соответствующая стандартной функции «температура-сопротивление». Достаточно посмотреть таблицу НСХ для pt100 или любого другого датчика (например, pt1000, rtd, ntc и т.д.), чтобы иметь представление о его характеристиках.
• ЭТС – эталонные приборы, служащие для калибровки датчиков.

Чем отличается термосопротивление от термопары?

Схема термопары, ее конструкция, а также принцип работы существенно отличается от термометра сопротивления, расскажем об этом простыми словами. У устройства pt100, а также других датчиков, принцип действия основан на сопоставимости между изменением температуры металла и его сопротивлением.

Принцип термопары построен на различных свойствах двух металлов собранных в единую биметаллическую конструкцию. Устройство, подключение, назначение термопары, а также описание погрешности этих приборов будет рассмотрено в отдельной статье.

Сейчас достаточно понимать, что термопара и ТСП, например pt100, это совершенно разные приборы, отличающиеся принципом работы.

Платиновые измерители температуры

Учитывая распространенность металлических датчиков, имеет смысл привести краткое описание этих устройств, чтобы наглядно показать сравнительные характеристики различных видов, особенности, а также описать сферу применения.

В соответствии с нормами ГОСТ 6651 2009 и МЭК 60751, у рабочих приборов данного типа значение температурного коэффициента должно быть 0,00385°С-1, эталонных – 0,03925°С-1. Диапазон измеряемой температуры: от-196,0°С до 600,0°С. К несомненным достоинствам следует отнести высокий коэффициент точности, близкую к линей характеристику «Температура-сопротивление», стабильные параметры. Недостаток – наличие драгметаллов увеличивает стоимость конструкции. Необходимо заметить, что современные технологии позволяют минимизировать содержание этого металла, что делает возможным снижение стоимости продукции.

Основная область применения – контроль температуры различных технологических процессов. Например, такой прибор может быть установлен в трубопроводе, в котором плотность рабочей среды сильно зависит от температуры. В этом случае показания вихревой расходометра корректируются информацией о температуре рабочей среды.

Датчик термопреобразователь ТСП 5071 производства Элемер

Никелевые термометры сопротивления

Температурный коэффициент (далее ТК) у данного типа измерительных устройств самый высокий — 0,00617°С-1. Диапазон измеряемых температур также существенно уже, чем у платиновых ЧЭ (от -60,0°С до 180,0°С). Основное достоинство данных приборов – высокий уровень выходного сигнала. В процессе эксплуатации следует учитывать особенность, связанную с приближением температуры нагрева к точке Кюри (352,0°С), вызывающую существенное изменение параметров ввиду непредсказуемого гистерезиса.

Данные устройства практически не используются, поскольку в большинстве случаев их можно заменить приборами с медными чувствительными элементами, которые существенно дешевле и технологичнее (проще в производстве).

Медные датчики (ТСМ)

ТК медных измерительных приборов – 0,00428°С-1, диапазон измеряемых температур немного уже, чем у никелевых аналогов (от -50,0°С до 150°С). К несомненным преимуществам медных измерителей следует отнести их относительно невысокую стоимость и наиболее близкую к линейной характеристику «температура-сопротивление». Но, узкий диапазон измеряемых температур и низкие параметры удельного сопротивления существенно ограничивают сферу применения термопреобразователей ТСМ.

Но, тем не менее, медные датчики рано списывать, есть немало примеров удачных реализаций, например, ТХА Метран 2700, который предназначен как для различных видов промышленности, но также удачно используется в ЖКХ.

Учитывая, что платиновые терморезисторы наиболее востребованы, рассмотрим варианты их конструктивного исполнения.

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Наиболее распространение получило исполнение ЧЭ в ПТС, называемое «свободной от напряжения спиралью», у зарубежных изготовителей оно проходит под термином «Strain free». Упрощенный вариант такой конструкции представлен ниже.

Конструктивное исполнение «Strain free»

• А – Выводы термоэлектрического элемента.
• В – Защитный корпус.
• С – Спираль из платиновой проволоки.
• D – Мелкодисперсный наполнитель.
• E – Глазурь, герметизирующая ЧЭ.

Как видно из рисунка, четыре спирали из платиновой проволоки, размещают в специальных каналах, которые потом заполняются мелкодисперсным наполнителем. В роли последнего выступает очищенный от примесей оксид алюминия (Al2O3). Наполнитель обеспечивает изоляцию между витками проволоки, а также играет роль амортизатора при вибрациях или когда происходит ее расширение, вследствие нагрева. Для герметизации отверстий в защитном корпусе применяется специальная глазурь.

На практике встречается много вариаций типового исполнения, различия могут быть в дизайне, герметизирующем материале и размерах основных компонентов.

Исполнение Hollow Annulus.

Данный вид конструкции относительно новый, она разрабатывалась для использования в атомной индустрии, а также на объектах особой важности. В других сферах датчики данного типа практически не применяются, основная причина этого высокая стоимость изделий. Отличительные особенности высокая надежность и стабильные характеристики. Приведем пример такой конструкции.

Пример исполнения «Hollow Annulus»

• А – Выводы с ЧЭ.
• В – Изоляция выводов ЧЭ.
• С – Изолирующий мелкодисперсный наполнитель.
• D – Защитный корпус датчика.
• E – Проволока из платины.
• F – Металлическая трубка.

ЧЭ данной конструкции представляет собой металлическую трубку (полый цилиндр), покрытый слоем изоляции, сверху которой наматывается платиновая проволока. В качестве материала цилиндра используется сплав с температурным коэффициентом близким к платине. Изоляционное покрытие (Al2O3) наносится горячим напылением. Собранный ЧЭ помещается с защитный корпус, после чего его герметизируют.

Для данной конструкции характерна низкая инерционность, она может быть в диапазоне от 350,0 миллисекунд до 11,0 секунд, в зависимости от того используется погружаемый или монтированный ЧЭ.

Пленочное исполнение (Thin film).

Основное отличие от предыдущих видов заключается в том, что платина тонким слоем (толщиной в несколько микрон) напыляется на керамическое или пластиковое основание. На напыление наносится стеклянное, эпоксидное или пластиковое защитное покрытие.

Миниатюрный пленочный датчик

Это наиболее распространенный тип конструкции, основные достоинства которой заключаются в невысокой стоимости и небольших габаритах. Помимо этого пленочные датчики обладают низкой инерционностью и относительно высоким внутренним сопротивлением. Последнее практически полностью нивелирует воздействие сопротивления выводов на показания прибора (таблицы термосопротивлений можно найти в сети).

Что касается стабильности, то она уступает проволочным датчикам, но следует учитывать, что пленочная технология усовершенствуется год от года, и прогресс довольно ощутим.

Стеклянная изоляция спирали.

В некоторых дорогих ТС платиновую проволоку покрывают стеклянной изоляцией. Такое исполнение обеспечивает полную герметизацию ЧЭ и увеличивает влагостойкость, но сужает диапазон измеряемой температуры.

Класс допуска

Согласно действующим нормам допускается определенное отклонение от линейной характеристики «температура-сопротивление». Ниже представлена таблица соответствия класса точности.

Таблица 1. Классы допуска.

Приведенная в таблице погрешность отвечает текущим нормам.

Схемы включения ТСМ/ТСП

Существует три варианта подключения:

• 2-х проводное (см. А на рис. 7), этот наиболее простой способ используется в тех случаях, когда точность результатов не критична. Дополнительную погрешность создает номинальное сопротивление проводников, которыми подключается датчик. Обратим внимание, что для классов точности A и AA данная схема включения неприемлема.
  Рисунок 7. Двухпроводная, трехпроводная и четырехпроводная схема включения термометра сопротивления
• 3-х проводное (В). Такой вариант обладает более высокой точностью, чем 2-х проводная схема вариант подключения. Это происходит за счет того, что появляется возможность измерить сопротивление монтажных проводов, чтобы учесть их воздействие.
• 4-х проводное. Этот вариант позволяет полностью исключить воздействие сопротивления монтажных проводов на результаты измерений.

В измерительных приборах ТС, как правило, включен по мостовой схеме.

Пример подключения по мостовой схеме вторичного прибора (pt100) для измерения температуры воздуха

Обратим внимание, что под rл.с. в электрической схеме подразумевается сопротивление линий связи, то есть проводов, которыми подключен датчик.

Обслуживание

Информация о ТО температурного датчика указана в паспорте прибора или инструкции эксплуатации, там же приводится типовые неисправности и способы их ремонта, рекомендуемая длина кабеля для подключения, а также друга полезная информация.

Термометры сопротивления не требуют специального ТО, в задачу обслуживающего персонала входит:

• Проверка условий, в которых эксплуатируется датчик.
• Внешний осмотр на предмет целостности конструкции и кабельных соединений, проверка хода подвижного штуцера (если таковой имеется).
• Помимо этого проверяется наличие пломб.
• Проверяется заземление.

Такой осмотр должен проводиться с периодичностью один раз в месяц или чаще.

Платиновый эталонный ПТС (датчик ЭТС 100)

Для градуировки датчиков используются специальные таблицы, в качестве примера приведена одна из них для термосопротивления pt100. Саму методику калибровки мы приводить не будем, ее описание несложно найти в сети.

Градуировочная таблица для терморезистора pt100 (фрагмент, без указания пределов градуировки измерений)

Что касается методики поверки эталонных платиновых датчиков, то она должна производиться на специальных реперных точках.

Покупка и заказ уровнемеров

В компании можно купить новый уровнемер, оформив заказ по телефону или посредством заявки через онлайн форму. При этом клиентам следует сразу же указать желаемые характеристики устройства, т.к. это позволит облегчить процедуру подбора оптимального датчика уровня.

Гидростатические уровнемеры

Принцип работы гидростатических датчиков базируется на определении показаний давления при и с жидкости. Варианты технических исполнений оборудования зависят от условий работы и варианта установки.

Назначение и область применения

Стандартные гидростатические уровнемеры используются для:

• контроля уровня водоемов;
• мониторинга подземных вод;
• контроля уровня жидкости в разных отраслях;
• определения обстановки;
• прогнозирования ЧС и т.д.

Измерительные датчики универсальны и многофункциональны, а потому могут эксплуатироваться во многих отраслях промышленности, производства, сельского хозяйства (при классификации гидростатических уровнемеров учитывается их сфера применения и длина).

Преимущества я

К основным достоинствам уровнемеров можно отнести возможность обследование труднодоступных мест, большой диапазон измерения, отсутствие необходимости сложного техобслуживания и относительно высокую точность. При этом они недорого стоят и отличаются высоким уровнем доступности.

Как выбрать уровнемер

Если измеряемая жидкость имеет невысокую температуру, в ней нет высокого давления или разрежения, применяют классические поплавковые уровнемеры УДУ. Единственный недостаток таких конструкций – невысокая герметизация резервуара. Уровнемер УДУ может с точностью до 4мм измерить уровень жидкости в емкости глубиной до 20 м, в интервале температур от -50 град. до +50 град. Примером таких жидкостей являются разнообразные нефтепродукты.

Если температура жидкости и давление превышают указанные значения, нужно использовать поплавковые уровнемеры с магнитными преобразователями, которые могут определить положение поплавка на глубине от 0,5 м. до 6 м. с точностью до 5 мм.

Область применения уровнемеров-поплавков крайне широка. Они позволяют измерить уровень жидкости в емкостях, баках, коллекторах, отстойниках и даже водохранилищах и каналах.

Термометр – расширение

Визуальные уровнемеры – это датчики, которые используются для быстрого измерения раздела сред. Они отличаются простой конструкцией и могут быть установлены без применения специального оборудования.

Эти приборы могут использоваться в нефтеперерабатывающей, пищевой, химической, фармацевтической и иных отраслях промышленности. Они подходят для работы с:

• водой и водными растворами;
• маслами, пищевыми жидкостями, спиртами;
• керосином;
• агрессивными средами: серной, соляной, плавиковой, азотной кислотами, щелочами, ядами.

Датчики помогают измерить уровень жидкостей в , баках, котлах, системах водоподготовки и т.д. Температура исследуемой среды может варьировать от -100 до +250°C.

Визуальные уровнемеры считаются одними из самых универсальных средств измерения. Они прекрасно подойдут для больших и малых емкостей, с кривизной и без, для неоднородных сыпучих материалов и жидких вязких сред, химических агрессивных веществ и пищевых продуктов, для изделий, находящихся под давлением и температурой. В линейке таких датчиков можно найти устройства, подходящие под любые требования вне зависимости от особенностей исследуемой среды.

Действие – термометр – расширение

По отличиям конструкции можно выделить следующие типы уровнемеров:

• Узкого диапазона – это устройства, состоящие из поплавка, соединенного через штангу и сальник с преобразователем перемещений в унифицированный – или . Стандартный поплавок диаметром 80 – 100 мм изготовлен из нержавейки и плавает на поверхности жидкости.
• Широкого диапазона это устройства, в которых поплавок соединен через гибкий трос с противовесом и расчетным устройством, которое указывает показатель уровня жидкости в резервуаре.

Рассчитывая уровнемеры поплавкового типа подбирают такой поплавка, который может обеспечить состояние равновесия системы «поплавок – противовес» лишь при достижении определенной глубины погружения элемента поплавка.

Какие поплавковых уровнемеров типы существуют и как устройство поплавкового уровнемера влияет на принцип работы поплавковых уровнемеров. Давайте рассмотрим более внимательно:

• Поплавковые уровнемеры магнитные: поплавок взаимодействует с магнитом. Система регистрирует любое его отклонение от магнита как изменение уровня.
• Поплавковые уровнемеры жидкости магнитострикционные: поплавок с расположенным внутри постоянным магнитом перемещается вдоль волновода – полого стержня с натянутой внутри проволокой из – материала. В волновод подаются импульсы тока. В месте нахождения магнита при взаимодействии тока с магнитным полем возникают импульсы, регистрируемые пьезоэлементом вверху стержня. В этой схеме регистрируется только время прохождения импульса, а расчет проводится вручную.
• Механические поплавковые уровнемеры: в этой конструкции поплавок контактирует с механическим переключателем и открывает/ закрывает его своим воздействием. Механические поплавковые уровнемеры работают по закону сообщающихся сосудов.

Принцип работы

Плавучесть — это сила направленная вверх и выталкивающая предмет погруженный в жидкость. На любой предмет, который находится в жидкости действует подъемная сила, соответствующая по величине весу вытесняемой жидкости.

Сигналы перемещения уровнемера при его подъеме или снижении из-за изменения уровня жидкости трансформируются в показания уровня при помощи различных устройств – это могут быть откалиброванные стержни, ленты, рычажные соединения, шкивы и противовесы, стрелки-указатели.

Стержень со шкалой и стрелкой-указателем монтируются снаружи резервуара. Поплавок закрепляется внизу стержня. Механизм в самой простой конструкции может быть виден через отверстие с крышкой, сверху резервуара. Изменение положения поплавка фиксируется как смещение стрелки по шкале.

Существует достаточно много разных схем поплавковых уровнемеров. Например, поплавок может быть подсоединен прямо к индикаторной стрелке через рычажное соединение. Также механическое соединение выводится прямо на стрелку на индикаторе. При подъеме и опускании поплавка в резервуаре рычажная передача двигает стрелку вдоль шкалы размещенной на индикаторе.

Особенности измерения

Идеальный вариант для измерения поплавковым уровнемером – однородная жидкость. Поплавок погруженный в однородную жидкость будет погружаться одинаково в любом месте. Однако такая среда встречается не всегда. При изменении на каком-то участке плотности жидкости объем погруженной части поплавка уровнемера меняется, из-за чего появляется погрешность в измерении. Для большей точности измерений поплавок изготавливают из легкого материала или стараются сделать поперечное сечение больше. Уменьшение осадки поплавка приводит к более точным измерениям. Если нужно измерить двухфазную жидкость применяют конструкцию с двумя поплавками.

Традиционно поплавок связан с уровнемером гибкой механической связью. Масса поплавка не должна быть особенно маленькой, так как необходимо обеспечить достаточное натяжение для того, чтобы уровнемер хорошо определил положение. Вместе с тем, поплавок не должен быть особенно крупным – иначе вместе с его размерами потребуется увеличивать всю конструкцию поплавкового уровнемера, что также нежелательно. Именно эти ограничения определяют размер поплавка, его форму, материал изготовления.

Ультразвуковые датчики

Ультразвуковые уровнемеры используют в своей работе акустические колебания, находящиеся за пределом слышимости человеческого уха (т.е. с частотой от 20 кГц). Они обеспечивают качественное бесконтактное измерение уровня жидких материалов в различных емкостях.

Особенности приборов

Точность показаний УЗ-датчиков не зависит от плотности, влажности, электропроводимости или диэлектрической постоянной измеряемого продукта. Это позволяет использовать оборудование в различных сферах производства, промышленности и сельского хозяйства. При этом ультразвуковые уровнемеры за счет вибрации диафрагмы сенсора могут , что делает их нечувствительными к налипанию продукции.

УЗ-уровнемеры используются для жидких, вязких, сыпучих продуктов, в т.ч. для выявления хищений, недосыпа, недолива. Их применение позволяет установить уровень любых других агрессивных соединений (в т.ч. ядовитых жидкостей, щелочей, кислот, нефтепродуктов). Ультразвуковые датчики подходят как для открытых, так и для закрытых баков, что обеспечивает универсальность их эксплуатации.

Классификация уровнемеров по принципу действия

Компания изготавливает уровнемеры разных видов и форм. Об основных видах уровнемеров по принципу действия рассказывается в таблице ниже.

На производственных и промышленных предприятиях в 70-85% случаев для измерения в различных резервуарах применяются поплавковые и буйковые уровнемеры. Они имеют достаточно простое строение, но не могут гарантировать стопроцентную точность, а также в некоторых ситуациях просто не могут быть задействованы из-за своих технических особенностей. Все остальные модели датчиков уровня используются реже, хотя они отличаются безопасностью и хорошими эксплуатационными характеристиками. Именно поэтому сегодня многие эксперты рекомендуют перед выбором поплавковых или х уровнемеров посмотреть на другие более функциональные приборы для измерения уровня жидкости или твердых компонентов.

Каждое из этих устройств имеет свои особенности и достоинства, которые следует рассматривать при их выборе и установке. Перед покупкой того или иного прибора следует получить консультацию специалиста и вместе с ним разработать ТЗ на заказ подходящего оборудования с учетом всех особенностей технологических линий, куда оно будет интегрироваться.

Устройство поплавкового уровнемера

Уровнемер поплавковый, условно говоря, делится на блока: одна часть устройства (измерительная) погружена в рабочую среду – жидкость, другая находится над поверхностью жидкости:

• в воде находится поплавок – пустотелый элемент, на который действует выталкивающая сила;
• над водой располагается устройство обрабатывающее сигнал. Оно фиксирует вертикальные перемещения поплавка и в режиме реального времени передает показания движения на различные устройства.

Такого устройство поплавковых уровнемеров, благодаря которому осуществляется непрерывное и постоянное измерение уровня жидкости, проводится сигнализация по контрольным точкам, если объем жидкости в резервуаре достиг заданного объема.

Радиоизотопные уровнемеры

Стандартный радиоизотопный уровнемер применяется в том случае, когда невозможно использовать традиционные датчики уровня. Это устройство радиационно опасно, а потому требует использования дополнительных средств защиты для персонала и исследуемого продукта.

Кл уровнемеров по назначению

Все радиоизотопные уровнемеры разделяются на следящие устройства и сигнализаторы. Первые используются для непрерывного измерения среды в резервуаре. В этом случае радиационные излучатель и приемник перемещаются вниз и вверх по всей высоте прибора с использованием лент или жестких металлических реек с зубцами. Такая конструкция приводится в действие с помощью реверсивной силовой установки.

Радиоизотопные сигнализаторы подразделяются на устройства предельного значения и приборы отклонения от заданного уровня. Их отличие заключается в том, что они считают нормальным (т.е. на что именно ориентируются): уровень материала до линии установки устройства или нахождение датчика на границе двух рабочих сред. Такие сигнализаторы представляют собой стационарные приборы, которые устанавливаются на одном месте и не имеют подвижных частей.

Принцип действия

Вне зависимости от типа уровнемеров принцип действия этих устройств базируется на измерении разности показателей интенсивности гамма-лучей, которые излучаются и поглощаются при их прохождении через вещества с разной плотностью, заполняющие выбранный бак. Т.е. слабое излучение от источника, проникая через стенки и внутреннюю полость бака, улавливается и преобразуется детектором (счетчиком ). Затем в этом приборе при воздействии гамма-излучения проводится ионизация газа. Благодаря тому, что к электродам прибора приложен определенный электрический потенциал, ток с высокой частотой импульсов.

В случае заполнения бака сыпучей или жидкой продукцией часть гамма-излучения быстро поглощается, из-за чего на приемнике уровнемера падает уровень излучения и меняется частота импульсов от детектора. Контроллер распознает порог изменения интенсивности излучения и переформатирует его в постоянный электроток и переключает контакты встроенного реле или сигнализирует на пульт диспетчера (в т.ч. с помощью индикаторов).

Радиоизотопные датчики уровня имеют достаточно широкое распространение в металлургии, в т.ч. для измерения жидкого металла. Также они могут применяться для определения характеристик сыпучих материалов и жидкостей, в т.ч. в закрытых емкостях. Однако по причине своей радиоактивности такие устройства не могут использовать в пищевой или фармацевтической промышленности.

Вибрационные датчики

Вибрационные уровнемеры – это датчики с пьезоэлектрическим кристаллом, который отвечает за возникновение сигналов определенной частоты. Они могут использоваться как для жидкостей, так и для сыпучих материалов, однако в первом случае будет измеряться частота колебаний, а во втором – амплитуда.

Преимущества устройств

В вибрационных уровнемерах нет подвижных элементов, что обеспечивает удобство их применения и снижает риск аварийного отказа устройства. Они отличаются надежностью, безопасностью, и ремонтопригодностью. Эти устройства просты в обслуживании и способны легко очищаться от любой налипшей среды.

Вибрационные уровнемеры имеют модульную конструкцию и могут использоваться в любых резервуарах, емкостях, и трубопроводах. Они могут функционировать в любых условиях, в т.ч. в тех, в которых не могут работать другие датчики (при турбулентности, высоком атмосферном давлении, предельной температуре, активном вскипании жидкости, механическом воздействии, газировании материала и т.д.).

Радарные уровнемеры

Современные микроволновые, радарные или радиолокационные уровнемеры – это одни из самых технологичных и сложных аппаратов для измерения уровня сред. Для точного измерения в них применяется электромагнитное излучение СВЧ. В результате этого принцип действия оборудования сводится к измерению времени распространения радиоволны до поверхности и обратно.

Радиолокационные уровнемеры классификация уровнемеров

Все микроволновые датчики подразделяются на импульсные приборы и уровнемеры. Первые изделия излучают только импульсы. Они измеряют время движения сигнала туда и обратно, определяя расстояние до поверхности среды. Они отличаются простотой и экономичностью, а потому являются одними из самых популярных на рынке.

Датчики продуцируют постоянный непрерывный линейно частотно модулированный сигнал и принимают отраженные д с помощью одной и той же антенны. При этом частота радиосигнала устройства меняется по линейному закону. Обработка всех сведений в уровнемере производится за счет микропроцессорной системе, в которой частота сигнала пересчитывается в уровень наполнения.

Особенности функционирования

Как правило, рабочая частота микроволновых уровнемеров варьируется в диапазоне от 5,8 до 26 ГГц: чем она больше, тем выше энергия излучения и тем сильнее отражаемый сигнал. Из-за этого многие высокочастотные датчики могут измерять уровень наполнения емкости для сред с минимальными диэлектрической проницаемостью и отражательной способностью.

Преимущества радарных датчиков

Микроволновые СВЧ-уровнемеры удобны для работы в баках, в которых стоит разное оборудование, занимающее много пространства для нормальной эксплуатации датчика. Они отличаются точностью, надежностью, простотой монтажа и эксплуатации. Эти приборы имеют большой диаметр измерения и могут использоваться практически в любых отраслях.

Правильный выбор уровнемера

При выборе вида наиболее подходящего уровнемера учитываются различные физические и химические свойства исследуемой среды, так или иначе влияющие на ход процесса контроля: вязкость, электрическая проводимость, ­опасность, абразивные характеристики, температура, давление, химическая агрессивность, сила тока и т.д. Использование многообразия всех способов измерения помогает фиксировать и следить за уровнем самых разных сред (жидких загрязненных или чистых, пульп, вязких, твердых сыпучих­ любой дисперсности), однако для правильного и корректного исследования следующих материалов необходимо максимально серьезно отнестись к подбору оборудования. Только в этом случае удастся добиться идеальной точности во в измерений верхних и нижних пределов уровней и прочих характеристик продукта.

Преимущества уровнемеров от UWT

Современные датчики уровня имеют много преимуществ, к которым можно отнести:

• надежность (при соблюдении соответствующих рекомендаций по эксплуатации уровнемеры в течение долгого времени не потребуют ремонта или замены);
• достойную точность определения уровня в резервуарах, баках, трубках (с учетом возможной избыточной массы);
• экономичность ( производит датчики средней ценовой категории и предлагает выгодные условия их приобретения, в т.ч. для новых клиентов).

Все уровнемеры компании – соответствуют требованиям действующих положений ГОСТ, ТР ТС, ПБ и прочих стандартов качества. Они безопасны и эргономичны. Широкий ассортимент товаров позволяет подобрать датчики, преобразователи или конденсаторы для любых сфер производства, промышленности и сельского хозяйства (все типы уровнемеров измерения уровня имеют подробное описание с простейшими схемами, на основании которого можно быстро определить целесообразность приобретения того или иного устройства).