АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Пьезометрические уровнемеры

Читайте также:
  1. БУЙКОВЫЕ УРОВНЕМЕРЫ
  2. Дифференциальные и пьезометрические приборы
  3. УРОВНЕМЕРЫ С ВИЗУАЛЬНЫМ ОТСЧЁТОМ

В этих приборах измерение уровня жидкости постоянной плотности сводятся к измерению давления, создаваемого столбом жидкости. Уровнемер состоит (рис.4) из опускаемой в резервуар трубке I ; манометра 5, для контроля давления воздуха в трубке, а следовательно, иуровня жидкости ; фильтра 4, пневморедуктора 3 и контрольного устройства 2, служащего для визуального контроля передачи воздуха через трубку.

Подобные приборы применяют для измерения агрессивных, загрязнен­ных и быстрокристаллизующихся жидкостей с точностью измерения +-1,5% при постоянной плотности жидкости.

Уровнемеры - дифманометры

Уровень продукта в резервуарах можно измерять дифманометром. Причем такими уровнемерами возможно измерение уровня в сосудах под давлением и под вакуумом. На рис 5,а показана схема трубных соеди­нений дифманометра при измерении уровня в открытом сосуде, а на рис 5,6 при измерении уровня в сосуде под давлением. При установке дифманометра обязательно применение уравнительного сосуда, заполнен­ного той жидкостью, уровень которой измеряется. Назначение уравнитель­ного сосуда - обеспечение постоянного столбе жидкости в одном из ко­лен дифманометра. Высота столба жидкости во втором колене дифманометра изменяется с изменением уровня в резервуаре, т.е. меняется пере­пад давления на дифманометре, по которому и судят об уровне. В качест­ве уровнемеров применяют поплавковое, мембранные и сильфонные дифманометры. Погрешность уровнемеров - дифманометров составляет +- I % и

+-1,5 %.

Мембранные уровнемеры

Чувствительным элементом этих уровнемеров является мембрана -установленная в нижней части резервуара, в котором измеряется уровень. Известно, что столб жидкости создает давление

P=r*H*g (V)

где ρ - плотность жидкости, кг/м3;

H - уровень жидкости, м;

g – ускорение свободного падения, м/с2.

 

 

Рис 4

Рис 5

 

Таким образом, при изменении уровня изменяется давление жидкости, которое действует на мембрану. Изменение давления вызывает изменение прогиба мембраны, по величине которого судят об уровне жидкости. Погрешность таких приборов составляет +- 15 мм.

Кондуктометрические уровнемеры

Принцип действия кондуктометрических (омических) приборов основанных на изменении сопротивления между электродами при изменении уровня жидкости в резервуаре, в котором установлены электроды.



Эти приборы используются. в основном для сигнализации и поддержания в заданных пределах уровня электропроводных жидкостей. Рабочий ток, протекающий между электродами, может быть постоянным и переменным. Постоянный ток должен быть ограничен по плотности, т.к. в против­ном случае может возникнуть электролитическое разложение продукта, уровень которого измеряется. Кондуктометрические сигнализаторы уровня выпускают для сигнализации одного, двух и трех положений уровня. Одним из электродов датчика может служить электропроводяший корпус резервуара.

Приборы этой группы надежны в эксплуатации, просты по устройству,

но могут применятся только для электропроводных жидкостей g≥10-2 см/м. Погрешность срабатывания от ± 2 до ± 10 мм для различных типов приборов.

Емкостные уровнемеры

Для непрерывного измерения уровня различных материалов и сигнализации его предельных значений широко используются емкостные уровнемеры. Принцип действия основан на изменении емкости датчика при изменении уровня продукта в межэлектродном пространстве датчика. Для неэлектропроводных продуктов применяют металлические электроды в виде стержней, тросов или параллельных пластин. Для электропроводных продуктов электроды покрываются чаще всего фторопластом. Одним из электродов может служить корпус металлического резервуара.

.Достоинством емкостных прибор является возможность и измерения,
и сигнализацииуровня сыпучих я жидких, проводящих и не проводящих продуктов. Недостаткам их следует отнести низкую помехоустойчивость, что приводит к ложным обрабатыванием, и ограниченную длину коаксиального кабеля, соединяющего датчик с электронным блоком. Погрешность сигнализации уровня составляет от ±2,5 до ±15мм. Погрешность измерения уровня ±2,5% от верхнего предела измерения.

Индуктивные уровнемеры

‡агрузка...

Принцип действия этих уровнемеров основан на измерении индуктивности катушки датчика. При повышении или понижении уровня индуктивности катушки изменяется в связи с изменением электрических потерь в измеряемой среде. Контролируемая среда должна иметь высокую электропроводимость g≥10-2 см/м.

Приборы для непрерывного измерения уровня имеют одну катушку «индуктивности, охватывающую весь диапазон измерения уровня. Измерительной схемой может являться уравновешенный или неуравновешенный мост.

Сигнализирующие приборы состоят из ряда расположенных вдоль Общейоси независимых катушек, каждая из которых включена в соответствую схему с электромагнитным реле. Реле срабатывает, когда
уровень измеряемой жидкости достигает соответствующей катушки датчика.

Катушки помещаются обычно в защитный чехол-трубку из немагнитного материала, т.е. контакт с продуктом отсутствует.

Погрешность таких устройств ±2,5 %. Диапазон измерения до 5 м.

 

3. Конструкция некоторых сигнализаторов и измерителей уровня.

Реле уровня полупроводниковое ПРУ-5

Реле уровня ПРУ - 5 относится к поплавковым сигнализаторам уровня и предназначено для контроля верхнего или нижнего уровней аммиака , фреона, воды, масла, дизельного топлива и других жидкостей плотностью не менее 580 кг/м3.

Принцип работы реле уровня основан на получении сигнала моста переменного тока при изменении индуктивного сопротивления катушек I датчика, включенных в плечи мостовой схемы (рис.6). Индуктив­ное сопротивление катушек I изменяется с изменением положения сферичес­кого сердечника-поплавка 2, свободно перемещающегося вместе с уров­нем жидкости в поплавковой камере 3 датчика. Поплавковая камера по способу сообщающихся сосудов соединяется с резервуаром 4, в котором контролируется уровень жидкости.

На рис.7 показана принципиальная схема реле уровня. Мост перемен­ного тока образуют активное сопротивление RI, R2, R3 и индуктив­ные сопротивления катушек датчика LI и L2. Питание моста (диагональ питания А-В) осуществляется от трансформатора Тр1 (обмотка 4-5). Переменный резистор R2 служит для настройки нижнего уровня срабаты­вания реле. Напряжение разбаланса моста (измерительная диагональ С -Д) подеется на вход выпрямителя собранного на диодах Д1÷Д4.

С выхода мостиков ого выпрямителя сигнал подается на двухкаскадный усилитель, собранный на транзисторах ПП1, ПП2 и за счет диф­ференциала выходного реле P1 , работающий в режиме триггера. Резистор R4и емкость С1 образуют фильтр для сглаживания пульсаций выпрям­ленного напряжения, кроме того, резистор R4играет роль ограничителя базового тока транзистора ПП1. Резистор R6 и К7образуют дели­тель напряжения для задания первоначального отрицательного смещения на ПП1 с тем, чтобы последний был открыт в начальный момент времени

 

Рис 6

 

Рис 7

 

при отсутствии сигнала, когда поплавок находится в нижнем положении и мост близок к равновесию.

Резистор R8 служит нагрузкой первого каскада усилителя. Резистор R9 образует глубокую обратную связь по двум каскадам, а резисторы R10, R11 являются делителем напряжения на входе второго каскада усилителя, причем R10, кроме того, служит для ограничения базового тока ПП2.C2 – шунтирующая емкость выходного реле для устранения эффектов взаимоиндукции. Резистор R12 и емкость СЗ слу­жат для сглаживания пульсаций напряжения питания, подаваемого от выпрямителя - диода Д5,Д6.

В начальный монет (уровень жидкости ниже нижнего) транзистор ПП1 открыт, на его коллекторе потенциал близок к нулю, транзистор ПП2 будет закрыт, вследствие чего катушка реле Р1 будет обесточена. При повышении уровня поплавок датчика постепенно поднимается до верх­него положения, соответствующего максимально допустимому уровню. При этом растет величина разбаланса моста и на базе транзистора ПП1 уменьшается отрицательное смешение за счет роста положительного сиг­нала. Когда потенциал на базе ПП2 будет близок к нулю, транзистор запирается, при этом отрицательный потенциал базы ПП2. увеличивается, транзистор ПП2 открывается, и когда напряжение на его коллекторе достигнет уровня срабатывания реле Р1 последнее замыкает свои замы­кающие контакты и размыкает размыкающие. При уменьшении уровня жид­кости транзистора ПП1 начинает постепенно открываться за счет снижения положительного сигнала, снимаемого с мостикого выпрямителя, это приводит к снижению отрицательного потенциала на базе ПП2 и посте­пенному его запиранию, т.е. уменьшению тока ч коллекторной цепи. Когда падение напряжения на реле P1 снизится до уровня отпускания его кон­тактов (напряжение отпускания реле меньше напряжения срабатывания за счет дифференциала реле), схема приходит в исходное состояние.

Состояние контактов выходного реле, в зависимости от положения уровня контролируемой жидкости, следующее. Если контролируемая жид­кость находится выше верхнего уровня сбрасывания выходное реле включено, если ниже - выключено. При нахождении уровня жидкости в зоне дифференциала, выходное реле будет выключено, если уровень повы­шается от нижнего, и включено, если уровень понижается от верхнего.

Кондуктометрический сигнализатор уровня ESP-5O

( производство ПНР )

Сигнализатор ESP-5O предназначен для сигнализации и позиционного регулирования уровня жидкости с проводимостью более 20 •10-4 Ом/м. Применяется для сигнализации и управления уровнем воды, молока, пищевых и химические жидкостей, не вызывающих разрушения материала датчиков (сталь 12X18H9T, глазурованный фарфор, эпоксидная смола), а также не вызывающих образования диэлектрических покрытий на контактных поверх­ностях датчиков.

В комплект сигнализатора входят три стержневых датчика, (зонда) и электронный блок, являющийся триггерным усилителем с тремя независимыми каналами усиления.

На рис.8 показана конструкция датчика сигнализатора. Он состоит из корпуса I, для закрепления датчика на стенке или крышке резервуара, с уплотнением 2; Фарфорового изолятора 3; электрода 4, длина которого выбирается в диапазоне 100-2000 мм, в зависимости от. величины сигна­лизируемого уровня жидкости ;зажима 5 для электрического соединения датчика с электрическим блоком и изолирующего резинового колпачка 6.

Принципиальная схема сигнализатора показана на рис.9.Электрон­ный блок имеет три независимых канала усиления, каждый из которых подключен к соответствующему датчику. На входе каждого канала имеется переключатель диапазонов 4П ÷ ЗЛ , который позволяет приспособить сис­тему к разным проводимостям жидкостей независимо для каждого канала. Переключатель диапазонов представляет собой набор сменных резисторов. Первый диапазон применяется для жидкостей с минимальной пр сводимостью, а четвертый - для жидкостей с максимальной проводимостью. Выход кана­лов усиления соединен с соответствующим выходным реле 1P ÷ ЗP.

Система работает следующим образом. На вход каждого канала усиления поступает сигнал с делителя напряжения, образованного сопротивлением датчика и соответствующим диапазонным резистором. Полученный с делителя сигнал управляет триггерным усилителем. Рабочее состояние усилителя зависит от уровня сигнала на входе, определяемого соотношением сопротивлений Rx/Rg

где Rx - сопротивление датчика ;

Rg - величина диапазонного резистора.

Падение сопротивления Rxниже некоторой величина (датчик коснулся уровня жидкости) приводит к уменьшению управляющего сигнала, отключе­ние выходного реле Р и включению соответствующей сигнальной лампы.

 

Рис 8


 

Питание схемы осуществляется от встроенного блока питания , состоящего из понижающего трансформатора и выпрямителя.

Напряжение на электродах датчиков не более 10 В, точность обрабатывания ±5 мм.

Емкостный сигнализатор уровняЭСУ-3

Емкостный сигнализатор уровня ЭСУ-3 применяется для сигнализации и позиционного регулирования уровня электропроводных и неэлектропро­водных агрессивных и неагрессивных жидких исыпучих сред.

Принцип действия сигнализатора основан на изменении электрической емкости системы электрод датчика - измеряемая среда. Эта емкость включена в схему генератора высокочастотных колебаний.

Первичный преобразователь сигнализатора представляет собой метал­лический электрод I (рис.10а), заключенный чехол из полимерного материала 2 (фторопласт. винипласт) и укрепленный в корпусе 3. Соеди­нение первичного преобразователя с электронным блоком осуществляется коаксиальным кабелем 4.

Принципиальная электрическая схема электронного блока ЕСУ-3 показана на рис. 10,б. Блок представляет собой генератор высокой час­тоты, собранный на левой половине двойного триода 6Н6П. Колебатель­ный контур генератора образуют емкость датчика, емкости С1 и C2 и индуктивность L. Генератор настраивается построечным конденсато­ромС2 .включенным в цепь генератора последовательно с датчиком. При правильной настройке схемы срыв колебаний происходит при соприкосновении датчика со средой. При срыве колебаний увеличивается анодный ток лампы 6Н6П и срабатывает реле P1 , включенное в анодную цепь лампы, в результате чего включается местная сигнальная лампа ЛС1 от первого контакта реле. Остальные контакты предназначены для внешней сигнализации и управления исполнительными механизмами.

При необходимости контроля уровня в двух положениях (максимальный и минимальный) устанавливают два сигнализатора типа ЭСУ-3 или сигнализатор с двумя электродами, каждый из которых подключен к своей преобразовательной схеме, (типа ЭСУ- 2М).

Для емкостных сигнализаторов выпускается следующие типы первич­ных преобразователей :

- стержневой с неизолированным электродам диаметром 6 мм из стали X18H9T для неэлектропроводных жидкостей и сыпучих сред с величиной зерна до 5 мм :

Рис 10

- стержневой изолированный фторопластом для электропроводных агрессивных жидкостей ;

- пластинчатый неизолированный для неэлектропроводных жидкостей и
сыпучих сред с постоянной влажностью.

Питание сигнализатора осуществляется от сети переменного тока промыш­ленной частоты напряжением 220 В. Погрешность срабатывания - 2,5 мм.

Электронныйиндикатор уровня ЭИУ-2

Индикатор уровня ЭИУ-2 предназначен для непрерывного изменения в резервуарах уровня электропроводных и неэлектропроводных жидкостей.

В качестве датчиков могут применяться стержневые (рис.11,а), пластинчатые (рис.11,в), кабельные (рис.11,б) или тросовые (рис11.г) емкостные преобразователи.

Для изменения уровня электропроводных сред электрода преобразова­теля имеют фторопластовое покрытие.

Структурная схема электронного индикатора уровня ЭИУ-2 приведена на рис. 12,а. Она состоит из блока питания 6П; генератора высокочас­тотных колебаний Г ; измерительной схемы ИC – представляющей собой индуктивно-емкостной мост; усилителя У - состоящего из эмиттерного повторителя с усилительным каскадом УК и выходного каскада ОК ; вторичного преобразователя ВП и индикатора уровня ИУ . Питание при­бора осуществляется напряжением временного тока 220 или 127 В, часто­той 50 Гц. Измерительная схема питается от генератора синусоидальных колебаний частотой 100 кГц.

Первичный емкостной преобразователь Сп включен в плечо моста. Сигнал разбаланса моста подается на вход усилителя. Выходное напряже­ние, снимаемое с резистора оконечного каскада (клемы 3-4), составля­ет 0-100 мВ.

В качестве показывающего и самопишущего вторичного прибора может быть использован автоматический потенциометр КСП-2. В качестве инди­катора уровня - миллиамперметр типа М 325, включаемый в разрыв эмиттерной цепи транзистора оконечного каскада.

Диапазон измерения уровнемера зависит от типа преобразователя, его длинны;, характеристики жидкости и способа установки преобразователя на резервуаре.

Рис 11

Пластинчатые и тросовые емкостные преобразователи изготовляются соответственно от I до 2,5 и от 4 до 20 м. Стержневые и кабельные

 

Рис 12

 

преобразователи изготовляются длиною соответственно от I до 2,5 м и от 4 до 10 м.

В зависимости от номинальной емкости первичного преобразователя прибор может быть нестроен на три диапазона : 0 ♦ 300 пФ, 0 ♦ 600 пФ и 0 ♦ 1200 пФ.

Переключение осуществляется с помощью перемычекП.. Для перво­го диапазона перемычки должны находиться в положении 1-2; для вто­рого в положении 1-3,1-4; и для третьего в положении I-3..I-5. (рис»12,а). Подстройка нуля осуществляется конденсатором переменной емкости С9 . Подстройка верхнего предела измеренья осуществляется регулируемым резистором R11 включенным в эмиттерную цель транзистopa усилительного каскада.

Предел допустимой основной погрешности электронного индикатора уровня ЭИУ-2 равен 2,5 % диапазона измерений.

Дополнительные погрешности измерения могут возникнуть от наве­дения ЭДС в проводах, связывающих датчик с прибором. Для устранения этой погрешности провода, соединяющие датчик с прибором, экранируются, и экран заземляется. Погрешность может возникнуть также при изме­нении диэлектрической проницаемости контролируемый среды. При изме­нении диэлектрической проницаемости среда необходима переградуировка


1 | 2 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.021 сек.)