Датчик рівня

Давач рівня (рос. уровнемер, англ. level meter, нім. Niveaumesser m )- прилад, призначений для визначення рівня вмісту у відкритих і закритих резервуарах, сховищах і так далі. Під вмістом розуміють різноманітні види рідин, у тому числі і газотвірні, а також сипкі і інші матеріали. Давачі рівня також називають рівнеміром ,сигналізатором рівня, перетворювачем рівня.

Загальний опис

Вимірювання рівня рідини відіграє важливу роль при автоматизації технологічних процесів у багатьох галузях промисловості. Ці виміри особливо важливі в таких випадках, коли підтримання деякого заданого рівня рідин, пов'язано з умовами безпечної роботи обладнання. На сьогодні існує велике число методів виміру рівня рідин. Вимір рівня відбувається як у відкритих ринках, так і в ємностях, що знаходяться під тиском.

Класифікація рівнемірів

Для виміру рівня рідини застосовують :

• поплавкові;
• буйкові;
• гідростатичні;
• ультразвукові;
• акустичні прилади.

Для виміру рівня рідини і твердих сипучих матеріалів

• ємнісні;
• радіоізотопні.

Поплавкові рівнеміри

3.2 Поплавець

3.3 Поплавець1

3.1 Давач реле рівня

Поплавкові рівнеміри є одними з найбільш простих і надійних. Проте вони практично не можуть застосовуватися за високих тисків. Вони дозволяють контролювати рівень рідин у широкому діапазоні від 50 до 2000 мм. До таких сигналізаторів граничних контрольованих рівнів відносяться поплавкові прилади типів РРС (реле рівня сильфонне), СУ (сигналізатор рівня), ДРР (дистанційне реле рівня).

На рисунку 3.1 показано загальний вид приладу ДРУ-1. Поплавець 3 (порожниста металева куля), сполучений початком 2 із мікровимикачем 1, знаходиться в контрольованій рідині. При досягненні максимального рівня на кулю 3 діє гранична уштовхуюча сила, що змушує шток 2 підніматися і переключати мікровимикач, який сигналізує про аварійний рівень.

Індикуючий пристрій сполучено з поплавцем тросом або за допомогою важелів. Поплавковими рівнемірами можна вимірювати рівень рідини у відкритих ємностях.

Основними несправностями у таких приладах є порушення герметичності кулі, корозія контактів перемикача внаслідок підвищеної вологості контрольованого середовища.

За необхідності поверхня кулі в місцях ушкодження підлягає паянню припоєм ПОС-40 або ПОС-60 за допомогою газового пальника або паяльника. Мікроперемикач залежно від ступеня корозії підлягає ремонту або заміні на новий тип МП.

Буйкові рівнеміри

4.1 Буйковий рівнемір УБ-Е

Буйковий рівнемір УБ-ЕМ

Буйковий рівнемір УБ-П

У буйкових рівнемірах застосовується нерухомий занурений у рідину буй 3. Принцип дії буйкових рівнемірів базується на тому, що на занурений буй діє з боку рідини виштовхуюча сила F. За законом Архімеда ця сила дорівнює вазі рідини, витиснутої буйком. Але кількість витиснутої рідини залежить від глибини занурення буя, тобто від рівня в ємності H. Таким чином, у буйкових рівномірах рівень H, який вимірюється, перетворюється на пропорційну йому виштовхуючу силу. Тому залежність виштовхуючої сили від рівня, який вимірюється, лінійна.

У буйкових рівнемірах УБ-П і УБ-Э буй передає зусилля на важіль 1 проміжного перетворювача сили в уніфікований сигнал 2. Вихідний сигнал першого рівнеміра – уніфікований пневматичний, іншого – уніфікований електричний сигнал (постійний струм).

Принцип дії буйкових рівнемірів дозволяє в широких межах змінювати їх діапазон виміру. Це досягається як заміною буя, так і зміною передатного підиймаючого механізму проміжного перетворювача. Рівнеміри УБ можуть вимірювати рівень у межах від 0-40 мм до 0-16 м.

Застосування буйкових, а так само і поплавкових рівнемірів ускладнено в агресивних рідинах і середовищах з осадами, що випадають. Для дистанційного виміру рівня рідини застосовуються буйкові рівнеміри з уніфікованим електричним або пневматичним сигналом типів УБ-Э й УБ-П. Вимірювальні схеми рівнемірів побудовані за принципом компенсації зусиль.

Гідростатичні рівнеміри

Гідростатичний метод виміру рівня базується на тому, що в рідині існує гідростатичний тиск, пропорційний глибині, тобто відстані від поверхні рідини. Тому для виміру рівня гідростатичним методом можуть бути використані прилади для виміру тиску або перепаду тисків. Як такі прилади звичайно застосовують дифманометри.

При вмиканні дифманометра 1 за схемою, показаною на рис. 2.57, а, перепад тисків на ньому буде дорівнювати гідростатичному тиску рідини, що пропорційно рівню H, який вимірюється.

Якщо рідина в ємності знаходиться під надлишковим тиском, то дифманометр 1 включають за схемою, приведеною на рис. 2.57, б, причому його плюсову камеру з'єднують із простором над рідиною через порівнювальну посудину 2. Цю посудину заповнюють рідиною, стовп якої створює постійний гідростатичний тиск у плюсовій камері дифманометра.

Оскільки вимірюється перепад тисків, рівний різниці гідростатичних тисків рідини в камерах дифманометра, вимірюваний рівень буде пропорційний різниці між рівнем у розділювальній судині Hmax і рівнем, який вимірюється Н. Оскільки рівень у розділювальній судині постійний і відомий, то його завжди можна врахувати в показаннях приладу.

При вимірі рівня агресивних рідин дифманометр захищається розділювальними посудинами або мембранними роздільниками, що дозволяє заповнити його камери і трубки неагресивною рідиною.