Hidrosztatikus szintmérők 1
Hidrosztatikus szintmérés módszer azon a tényen alapul, hogy van a folyadék a hidrosztatikus nyomás arányos a t mélység. E. A távolság a folyadék felszínén. Ezért a nyomást vagy a nyomáskülönbséget mérő eszközöket használhatják a vízszintmérés hidrosztatikus módszerrel történő mérésére. Az ilyen eszközöket általában Difmanométerek használják.
Amikor a diffúzor be van kapcsolva, a nyomáskülönbség egyenlő lesz a folyadék hidrosztatikus nyomásával, ami arányos a mért értékkel.
A folyamat lényege, hogy egy szenzor membránt helyeznek a tartályra, arra a helyre, ahol a közeget táplálják. A második membrán közvetlenül a légköri nyomástényezőre van felszerelve - ez a változat a nyitott tartályok szintmérésére alkalmazható. Zárt tartályokban a második membránt a túlnyomás tartományba helyezzük.
· Egyszerű telepítés és karbantartás;
· A hidrosztatikus szintmérők jól működnek viszkózus folyadékokkal és nagy túlnyomással.
· A módszer végrehajtása nem foglalja magában mobil mechanizmusok alkalmazását;
· A folyadék mozgása megváltoztatja a nyomást és mérési hibákat okoz (a nyomás a referenciasíkhoz viszonyítva a folyadék áramlási sebességétől függ - a Berrnulli-törvény következménye);
· A légköri nyomást kompenzálni kell;
· A folyadék sűrűségének megváltoztatása mérési hibát okozhat.
· Az érzékelő közvetlenül érintkezik a mérendő közeggel, amely speciális anyagokat igényel az érzékelők számára, jelentősen szűkítve a felhasználás területét.
Az utolsó hátrányból elérhető egyfajta hidrosztatikus szintmérő - piezometrikus. amely az 1. ábrán látható. 6. Az npp6or a következőképpen működik. Semleges (folyadékhoz viszonyítva az edényben) a nyitott gáz zárószelepet K áthalad a szűrőn, F, van fojtva, hogy egy bizonyos előre meghatározott nyomást a fojtószelep Dr. ipropuskaetsya impulzus csövet leengedjük a folyadék, amelynek szintjét mérik. A P áramlásszabályozó állandó q gázáramot biztosít, függetlenül a h szint aktuális értékétől. Ebben az esetben a h mérés az M. nyomásmérő által rögzített nyomás.
Az elektromos szintmérők működési elve a folyadékok és gázok elektromos tulajdonságainak különbségén alapul. Ebben az esetben olyan folyadékok, amelyek szintje mérhető, lehetnek vezetők vagy dielektrikumok; A folyadéktérben lévő gázok mindig dielektromosak. A fő paraméter, amely meghatározza az elektromos tulajdonságait a karmester, az ő elektromos vezetőképesség és a dielektromos - Ments vonatkozó dielektromos állandója, mutatja, hogy hány alkalommal, összehasonlítva a vákuum csökken ebben a kérdésben köl-erő-kölcsönhatás elektromos töltések.
Attól függően, hogy az elsődleges átalakító kimeneti paramétere (ellenállás, kapacitás vagy induktivitás) "reagál-e" a szintváltozásra, az elektromos szintmérők konduktometriás, kapacitív és induktív módon vannak felosztva.
A vezetőképes folyadékok (beleértve a folyékony fémeket) szintjének mérésére vezetőképességi szintmérőket (ellenállásszintmérőket) használnak. Jelátalakító (ábra. 7) konduktometriás szintmérő két elektróda merülési mélység a folyadékban és amely meghatározza annak aktuális értékét Urs-AES. A konverter kimeneti paramétere ellenállása vagy vezetőképessége. Amikor szintjének mérésével „szupravezető” zhidkos-Tei (például folyékony fémek) használhatják konduktometriás mérőeszközök egy elektródával, a második elektród így végrehajtsa a szerepe a földelt tartály.
A fő korlátozó tényezők pontosságának konduktometriás mérőeszközök - illékonysága a kereszt elektród szakaszok (és ezért a állhatatlanság ellenállás hossza mentén az elektródok), és a kialakulása a film elektródák (oxid, sók) ellenállása megnő, ami éles nekont-roliruemomu csökkent érzékenység érzékelőt.
Ezen túlmenően, a pontossága szintű konduktometriás Létező-fontos hatása teszi a változást az elektromos működési zsidó-csont, közepes polarizációs közelében az elektródák.
Mivel ez a hiba konduktometriás eljárások rénium-mérhető szint (akkor is, ha különböző kompenzációs sémák) elegendően magas (5-10%), és így találnak preimuschest-vennoe használható szintérzékelők vezetőképes Yid-csontokat.
Az ilyen szintmérők működése a folyadékok és a levegő dielektromos permittivitásának különbségén alapul. A kapacitív eszköz legegyszerűbb primer átalakítója egy függőleges fémcsőben található elektród (fém rúd vagy huzal). A rúd a csővel együtt kondenzátort képez. A kapacitása kondenzátor függ a folyadék szintje, hiszen megváltozik a nulláról a maximumra permittivitásának fogja változtatni a dielektromos állandója a levegő dielektromos állandója a folyadékot.
A kapacitív szintmérő elsődleges átalakítója (8. ábra) egy koaxiális hengeres kondenzátor, amelynek belső burkolása 1 szigeteléssel borított 1 fémszonda.
A szonda a 3 fémcső tengelye mentén helyezkedik el, amely a kondenzátorérzékelő külső lapja. A szonda szigetelésének külső felülete és a külső borítás közötti távolságot az a munkahézagnak nevezzük, amely az alsó középső hüvelyben lévő nyílásokon és a külső csőben kommunikál a tartályban, ahol a szintet mérik. A folyadék, amely e nyílásokon keresztül érkezik az érzékelő munkahézagába, megváltoztatja látszólagos kapacitását. A mérőkör (másodlagos átalakító) az érzékelő látszólagos kapacitásának különbségét regisztrálja az aktuális és a nulla érték között.
Mivel az egyszerűség, a könnyű telepítés és karbantartás, a megbízhatóság-ség és potenciálisan nagy pontosságú (ismert kapacitív szintmérő, alapvető hiba nem haladja meg a 0,1-0,2%) kapacitív szintmérő széles körben használják az iparban.
A hátránya, kapacitív szintmérők vannak: magas chuvst-feno-, hogy a változás a villamos tulajdonságait folyadékok obuslov-képviselt változást a összetétel, hőmérséklet, stb formáció egy elem-Menten-érzékelő elektromosan vezető vagy nem vezető film, mint hatására-Wier kémiai folyadék aktivitását kondenzációs gőzei.,. a folyadék öntapadása a vele érintkező elemekkel stb.
Mindkét hátrány jelentős további hibákat okoz. Az elsővel küzdenek, különböző kártérítési rendszereket alkalmazva; a második megszűnik az érzékelőelemek adhéziós bevonataival, speciális adalékokat vezet be a folyadékba, az így kapott film lebontásával stb.
A kapacitív szintmérők nemcsak a folyadékok szintjét, hanem a szilárd ömlesztett anyagok szintjét is mérhetik: cement, mész stb.
Az induktív szintmérők primer átalakítója egy induktor. A vezetőképes folyadék vagy a tekercs fordulatszámának megváltoztatásával járó söntés vagy a tekercs önindukciós tényezőjét befolyásoló képernyő szerepe. Az első esetben csupasz fordulatokkal ellátott tekercseket használnak. Amikor a folyadékszintet nagy elektromos vezetőképességgel mozgatják, a fordulatok egy része leereszkedik, és ennek megfelelően megváltoztatja az elsődleges jelátalakító szenzor tekercsének induktivitását.
A vezető folyadék szűrő hatását olyan örvényáramok (Foucault áramok) megjelenése okozza, amelyek elektromágneses mezője demagnetizáló hatást fejt ki a mérőtekercs területén. Ebben az esetben az érzékelőt egy védőburkolatba helyezett tekercs formájában hajtják végre (9. A burkolat kizárja a tekercs érintkezését az ellenőrzött folyadékkal, ez biztosítja a munkák felszerelésének és bontásának lehetőségét anélkül, hogy károsítaná a hajót (ami különösen fontos, például az atomreaktorokban lévő folyékony hőhordozók szintjének mérésekor). Ebben az esetben azonban (különösen a fedél nagy vastagsága és a folyadék alacsony elektromos vezetőképessége miatt) a hasznos jel szintje élesen csökken.
A mérők induktív szintjének indikációira (és hibájára) gyakorolt legjelentősebb hatást a folyadék és a fedél elektromos vezetőképességének megváltozása okozza az anyag öregedése, filmek kialakulása stb. Miatt.
Az induktív szintmérők alapvető hibája, melyet a kalibrációs és mérési áramköre hibái okoznak, "halmozódhat" ± 0,5%
Vannak és vannak olyan alkalmazások, amelyek három alap típusú akusztikus szintmérővel rendelkeznek - helyszínszint-mérőeszközök, abszorpciós és rezonáns szintmérők. Mindegyikük különböző fizikai jelenségeket észlel a hang elterjedésével kapcsolatban egy rugalmas (folyékony vagy gáz) közegben.
A helyi szintmérők (10. Ábra) érzékelik a hanghullám visszaverődésének hatását a média interfészről. A G generátor nagy (ultrahangos) frekvenciájú impulzusokat bocsát ki a folyadékba. A folyadék és a gáz közötti interfészen visszavert jelet az ultrahang rezgés P vevője rögzíti. A szondaimpulzus és a pulzus visszaverődésének pillanatától függő t időpont az aktuális szintértékhez kapcsolódik. A t időpontot a megfelelő mérőkör rögzíti, és az adó adó kimeneti jellé alakul át, arányos a h szint aktuális értékével.
A szintmérők elhelyezkedése hátrányai:
· A folyadékok zárványainak (microvzvesey, gázbuborékok) túlérzékenysége
· A helyi szintmérők pontosságát befolyásoló fő tényezők (kivéve a mérési áramkör hibáit) a hajó hőtágulása és a hang sebességének változása a közegben.
A disszipatív ultrahangos szintmérők működési elve az anyag hangenergiájának szóródása (felszívódása) alapját képezi. A legegyszerűbb esetben a disszipatív távadó (ábra. 11), és tartalmaz sugárzók és priemnikaP és aljára van felszerelve, és a fedél az edény.
A nemlinearitás konverziós függvény (kalibrációs-ségeitől a Jellemzők) és az alacsony hatékonyság miatt tükrözi az akusztikus energiát a határ a folyadék-gáz határfelületek (például pre-intenzitású ultrahang hullámokat megtörik, amikor áthalad a víz-levegő határfelület csak beeső 0,001) megakadályozza iparilag disszipatív szintmérők fejlesztése.
A rezonáns szintmérők működési elve a gázoszlop oszcillációinak gerjesztése a folyadék szint felett és a rezonáns frekvencia rögzítése, amelyen az álló hullám megjelenik. A szintmérő érzékelője (12. ábra) csőszerű rezonátor, amely elegendő az L hosszúságú álló hullám kialakításához (L-nek legalább három üreges átmérőnek kell lennie, és biztosítania kell az I. szintű mérés szükséges tartományát). Az M magnetoelektromos átalakítót a rezonátor rezgésének gerjesztésére használják, általában vékony áramú mikrofonok.
A rezonáns szintmérők főbb hátrányai a komplexitás és a nehézkes szerkezet (különösen a nagyméretű szintmérések széles tartományában), valamint a sebesség változásainak olvasásakor jelentkező jelentős hatás a hanganyag terjedésének gáznemű közegben.
Mérésekor a folyadék szintje a különböző jelenségeket használható optikai módszerekkel, beleértve a fény bejutását a közeget alkotó felület, - visszaverődés, törés-Leniye fényt a felület, gyengülése annak intenzitása az elnyelő média, stb azonban, a gyakorlatban a legtöbb széles körben. Megvettük az optikai szintmérőket a folyadék-gáz interfész és a fotoelektromos szintmérő vizuális rögzítésével a folyadékfelszínről származó fényvisszaverés hatására.
A vizuális szintmérők áttetsző betétek a hajó falaiban vagy a hajó mérőcsövekkel való összeköttetésében, egy skála segítségével.
A vizuális szintmérők a legegyszerűbb és ugyanakkor a legpontosabb mérőeszközök.
Egy megfelelő átmérőjű mérőcső világító felület és SPE-ügyi jelenti keret hibaarány-TION vizuális mérők rögzített a folyadék felszínén lehet csökkenteni a tizede, és még század milliméter. Ennek eredményeképpen széles méretekben alkalmazzák a mérőtartályokkal és a mérőeszközökkel rendelkező ellenőrző létesítményekben. A távmérési méretek bonyolultsága, az automatikus szabályozós technológiai folyamatok képtelensége az irányítási rendszerekben gátolja a vizuális szintmérők széles körű ipari használatát.
A fotometriai reflexiós szintmérő vázlatos rajza az 1. ábrán látható. 13. Az A lámpából származó fénysugár áthalad a K kondenzátor lencsén és az ablakon át az edénybe. Terjedő szögben egy, hogy a folyadék felületi, a visszavert fény, és ad ass-révén optikailag átlátszó falán keresztül P. vevő koordinálja a sugárzás vevő, azzal jellemezve, Fik-siruetsya maximális megvilágítás ha jellemzi az aktuális szint értéke.
Az optikai szintmérők hibájára gyakorolt legjelentősebb hatás a folyadék felületének állapota. A felület zavarai, a hab megjelenése rajta és az edénytekercs elferdítik a szintmérés eredményeit. Hogy megszüntesse
(csökkenése) lézer fényforrásokat, optikai szálakat és különböző kompenzációs rendszereket alkalmaz.
Termikus szint alapja vagy az eltérő folyadék-hőmérsékleten és gőz elegyet felette (dilatométeres szint), vagy a különbségek a hővezető (termisztor és szint szint TEDS).
A dilatometrikus szintmérő érzékelője (14. Ábra) egy rúd vagy cső, amelyet folyadékkal és gáz-gőzzel keverünk össze. Az érzékeny elem, a folyadék és a gáz közötti hőcsere eredményeként az érzékelő elem egy bizonyos hőmérsékletet kap, amely arányos a folyadék és a gáz hőmérsékletével, valamint a folyadék szintjének aktuális értéke az edényben. Következésképpen, ha a folyadék és a gáz hőmérséklete állandó, akkor az érzékelőelem átlagos hőmérséklete az aktuális szintérték mértéke lesz.
A kondenzált folyadékok szintjének mérésére dilatometriás szintmérőket alkalmaznak, azaz amikor a folyadék hőmérséklete és a feletti gőzkeverék keveréke viszonylag stabil és ugyanakkor lényegesen eltér egymástól.
A kis mérési tartományok (legfeljebb 0,75 m) és az alacsony pontosság miatt a dilatometrikus szintmérők egyszerűsége és megbízhatósága ellenére nem kaptak széles ipari alkalmazást.