Датчики уровня

Датчики уровня поплавкового типа отличаются своей компактностью. Многие модели могут эксплуатироваться в агрессивных жидкостях. Рассчитаны они на высокую плотность среды. Используются датчики поплавкового типа в водоемах, пожарных резервуарах, а также приямках. Стоит в среднем модель в районе 2 тыс. руб. Для того чтобы более детально ознакомиться с прибором, необходимо рассмотреть его устройство.

Устройство модели

Основным элементом датчика уровня поплавкового типа является головка измерителя. Кабельный ввод чаще всего изготавливается с герметической подкладкой. Уплотнители в устройствах используются как пластикового, так и силиконового типа. Посадочный фланец у моделей имеет специальные отверстия. Подсоединительный кабель находится в нижней части устройства. Под головкой измерителя имеется компактная изолирующая платина. Нагрузочная способность устройства зависит от типа выходного контакта.

Как сделать самостоятельно

Сделать поплавковые датчики уровня воды своими руками довольно просто. В первую очередь нужно заготовить трубку небольшого диаметра. Затем для нее подбирается головка. Уплотнитель в данном случае необходимо использовать небольшой толщины. Чаще всего подбирают пластиковые кольца. Далее, чтобы сделать датчик уровня (поплавковый) своими руками, нужно в трубке зафиксировать изолирующую пластину. Кабельный ввод подключается в последнюю очередь. Контакты сопротивления целесообразнее устанавливать в верхней части устройства. Для улучшения герметизации модели подойдет резиновая заглушка.

Модели АРС

Указанный датчик чаше всего используется в водоемах. В данном случае головка измерителя применяется небольшого диаметра. Согласно документации, нагрузочная способность модели равняется 1 А. Кабельный ввод в устройстве герметичный. Уплотнитель у датчика уровня сделан полностью из пластика. Дифференциал переключения устройства находится на уровне 45 градусов.

Корпус у модели очень компактный. Выходной контакт используется открытого типа. Барьер искрозащиты у модели отсутствует. Максимальное давление указанные датчики уровня воды в емкости (поплавковый тип) выдерживают в 3 бара. Приобрести его можно по цене от 2 тыс. руб.

Датчики “Кристал”

Указанный поплавковый датчик уровня для агрессивных сред выделяется своей компактностью. Максимальное давление система выдерживает в 3.3 бара. Головка измерителя имеет диаметр 2.3 см. Кабельный ввод используется с пластиковым уплотнителем. Кольцо в данном случае установлено с зажимом. Также важно отметить, что дифференциальное сопротивление устройства находится на уровне 40 градусов. Барьер искрозащиты в нем предусмотрен. Приобрести этот датчик уровня пользователь способен по цене от 2400 руб.

Устройства Burkle

Указанный датчик применяется для отстойников и открытых водоемов. Головка измерителя используется небольшого диаметра. Параметр максимального давления не превышает 4.1 бара. Нагрузочная способность указанного датчика уровня равняется 1 А. Максимальная допустимая температура устройства – 170 градусов. Кольцо в нем используется с зажимом.

Посадочный фланец установлен со специальными отверстиями. Максимальная допустимая плотность жидкости равняется 3 кг на кв. см. Выходной контакт в устройстве используется открытого типа. Если верить документации оборудования, то степень защиты предусмотрена с маркировкой ИП68. Приобрести указанный датчик уровня можно за 2300 руб.

Описание модели Fine Tek

Эти датчики уровня и поплавковые переключатели подходят для агрессивной среды. Используется прибор не только в приямках, но и в колодцах. Компактные размеры устройства позволяют выдерживать большое давление. Нагрузочная способность представленного датчика уровня находится на уровне 2 А.

Диаметр головки измерителя составляет ровно 2.5 см. Кабельный ввод у модели установлен со специальным уплотнителем. Если верить документации на прибор, то сделан он из пластика. Посадочный фланец используется большого диаметра. Также важно отметить, что в устройстве есть топливный зонд. Располагается он сразу под головкой измерителя. Заглушка у этой модели сделана из силикона. Стоит указанный датчик уровня в районе 2400 руб.

Устройства поплавкового типа Wilo

Этот датчик уровня (поплавковый) используется в основном в открытых водоемах. Для агрессивной среды он не подходит однозначно. Головка измерителя у него имеется небольшого диметра. Выходной кабель устройства располагается под защитным кольцом. Если говорить про параметры, то важно отметить, что максимальная допустимая температура составляет 140 градусов.

Выходной контакт в устройстве установлен открытого типа. Показатель максимального давления не превышает 2 бар. Угол переключения датчика уровня составляет 12 градусов. Подсоединительный кабель у модели делается с уплотнителем. Непосредственно изолирующая пластина сделана из силикона. Дифференциал переключения равняется только 30 градусам. Для бассейнов этот датчик уровня не подходит. Приобрести прибор можно по цене от 1900 руб.

Параметры модели Varma

Этот поплавковый датчик уровня может использоваться в жидкостях большой плотности. Кабельный ввод у модели применяется двухжильного типа. Диаметр головки измерителя составляет ровно 2.3 см. Уплотнитель в представленном датчике уровня изготовлен полностью из пластика. Трубка у модели имеется удлиненная. Топливный зонд у прибора располагается под головкой измерителя.

Максимальная допустимая температура равняется 230 градусов. Выходной контакт применяется закрытого типа. Максимальная плотность жидкости равняется 4 кг на кв. см. Направляющая стойка имеется с диаметром в 2.3 см. Топливный зонд у этого датчика уровня отсутствует. Приобрести указанную модификацию пользователь способен по цене от 2700 руб.

Модели поплавкового типа Optima

Этот датчик уровня жидкости (поплавковый) используется в пожарных резервуарах и водоемах. Отличительной особенностью модели считается большой посадочный фланец. Кольцо в данном случае установлено с зажимом. Диаметр головки измерителя составляет ровно 2.5 см. Уплотнитель в представленном датчике уровня сделан из пластика. Заглушка производителем не предусмотрена.

Максимальное избыточное давление устройства находится на уровне 3 кг на кв. см. Нагрузочная способность этого датчика уровня не превышает 2 А. Если верить производителю, то степень защиты имеется с маркировкой ИП68. Приобрести этот датчик уровня можно за 2100 руб.

Датчики поплавкового типа Nivelco

Этот датчик уровня (поплавковый) производится для колодцев и бассейнов. Уплотнитель у модели изготовлен из обычной резины. Прослужить указанный датчик долго не может. Однако следует учитывать низкую стоимость товара. Если говорить про конструктивные особенности датчика уровня, то важно отметить, что кольцо у него располагается над зажимом. В данном случае диаметр посадочного фланца равняется 3.4 см.

Непосредственно топливный зонд располагается под головкой измерителя. Направляющая стойка в устройстве кроткая. Угол переключения модели – 13 градусов. Показатель нагрузочной способности не превышает 2 А. Максимальное давление система выдерживает в 3 бара. Барьер искрозащиты в устройстве предусмотрен. Приобрести этот датчик уровня пользователь способен по цене от 2 тыс. руб.

Поплавковые устройства Rover

Этот датчик уровня (поплавковый) используется, как правило, в бассейнах.

нако для открытых водоемов он также подходит. Непосредственно головка измерителя у него используется продолговатой формы. Кабельный ввод у представленной модели установлен с защитным кольцом. Посадочный фланец установлен диаметром ровно 2.5 см. Топливный зонд у модели не предусмотрен. Если говорить про параметры устройства, то важно отметить, что максимальное давление равняется 2 бара. Показатель нагрузочной способности не превышает 1 А.

Максимальная допустимая температура составляет 230 градусов. Угол переключения в данном случае находится на отметке в 33 градуса. Выводной контакт у датчика уровня установлен открытого типа. Дифференциал переключения равняется 10 градусам. Заглушка в устройстве располагается в верхней части корпуса. Всего у модели установлено два контакта сопротивления. Приобрести этот датчик уровня можно за 2 тыс. руб.

Описание датчика уровня Jhcool

Этот датчик уровня (поплавковый) подходит для использования в колодцах и бассейнах. По размерам он является очень компактным. Непосредственно головка измерителя у него установлена вместе с уплотнителем. Сделан он полностью из резины. Посадочный фланец располагается на специальном кольце. Подсоединительный клапан находится в нижней части конструкции. Заглушка в данном случае не предусмотрена. Также важно отметить, что у модели имеется один контакт сопротивления. Нагрузочная способность датчика уровня не превышает 1 А.

Показатель максимального давления находится на отметке в 4 бара. Для агрессивной среды представленный экземпляр не подходит. Также важно отметить, что у модели малый угол переключения. Минимальное избыточное давление не превышает 1 кг на кв. см. Подсоединительный кабель в устройстве установлен двухжильного типа. Купить данный датчик уровня можно за 1800 руб.

fb.ru

3. ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

3.1 Классификация датчиков уровня.

Датчики уровня предназначены для непрерывного измерения уровня различных сред. Применяются для измерения уровня жидких и сыпучих сред с раз­личными диэлектрическими свойствами (кроме сред вязких, кристалли­зующихся и выпадающих в осадках на электрод датчика), например: жидкости — вода, кислотные и щелочные растворы, минеральные и ра­стительные масла; гранулированные сыпучие—зерно, сахар, соль, из­вестняк, песок, гравий и др.; порошкообразные сыпучие — мел, мука, пресспорошки и др. Уровне­меры предназначены для применения в различных отраслях про­мышленности при управлении и регулировании технологических процессов.

Приборы для измерения уровня можно разделить по конструкции на шкальные приборы и бесшкальные датчики. Кроме того, по принципу измерения различаются приборы:

1) поплавковые, у которых чувствительным элементом является плавающий или полностью погруженный в измеряемую жидкость металлический поплавок (буек);

2) мембранные, у которых чувствительным элементом является мембрана и давление столба измеряемой жидкости уравновешивается упругой деформацией мембраны и пружины;

3) манометры или дифференциальные манометры (поплавковые, мембранные и др.), у которых давление, создаваемое столбом жидкости в измеряемом резервуаре и в уравнительном сосуде, уравновешивается давлением столба затворной жидкости или механизмом прибора;

4) емкостные, у которых используется изменение электрической емкости датчика при изменении уровня измеряемой среды;

5) радиоактивные, основанные на изменении протекающего сквозь объект потока излучения при изменении уровня.

Измерение уровня вещества, находящегося в резервуаре, может быть осуществлено также косвенно, по весу резервуара с веществом.

Кроме того существую несколько групп датчиков уровня:

а) Механические( поплавковый, контактно-механические)

б) Пневматические ( барботажный)

в) Гидростатические (водомерное стекло, буйковый)

г) Тепловые (ультразвуковой, звуковой)

д) Электрические (электроконтактный, емкостной, индуктивный)

Рассмотрев разные типы датчиков уровня , и учитывая первый признак классификации.

Датчики уровня

Механические

Пневматические

Тепловые

Электрические

Рисунок 3.1

2.1.1 Поплавковый уровнемер

Указатели уровня предназначены для контроля уровня жидкостей, неагрессивных по отношению к нержавеющей стали 1Х18Н9Т и Ст. 3, и выпускаются четырех модификаций: УДУ-2М — для местного контроля в наземных резервуарах; УДУ-ЗМ — в подземных резервуарах; УДУ-2 для местного контроля, дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в наземных резервуарах, УДУ-3 — в подземных резервуарах.

Указатели уровня УДУ-2 и УДУ-3 работают в комплекте с пультом контроля и сигнализации . ПКС-2, который устанавливается на столе оператора.

В указателях уровня УДУ металлический поплавок, плавающий на поверхности жидкости, подвешен на перфорированной ленте, охватывающей мерный шкив показывающего прибора. На оси шкива закреплена стрелка, совершающая один оборот на метр изменения уровня; вращение от оси шкива через зубчатую передачу передается на шестерню-шкалу метров, совершающую 1/14 оборота на один метр изменения уровня. Отсчет уровня в сантиметрах производится с помощью стрелки по неподвижной шкале сантиметров, а отсчет в метрах—по вращающейся шестерне-шкале метров. [2]

Рисунок 3.2

Принципиальная электрическая схема контроля и сигнализации УДУ-2

Рисунок 3.3

Для дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в указателях уровня УДУ-2 и УДУ-3 к специальным приливам, расположенным на задней стенке показывающего прибора, крепится дистанционная приставка.

На схеме показаны цепи двух уровнемеров из двадцати, которые могут быть одновременно подключены к пульту. Схема сигнализации работает непрерывно, а схема контроля включается поочередным подключением дистанционных приставок к электронному мосту ЭМВ2-111А, установленному на пульте.

Перемещение одной из щеток дистанционной приставки нарушает равновесие мостовой схемы, в результате чего на вход электронного моста поступает напряжение небаланса, которое усиливается и передается на реверсивный двигатель, перемещающий реохорд и шкалу моста. Это перемещение прекратится, как только напряжение небаланса уменьшится до нуля.

При замере уровня переключателем П₃ выбирается контролируемый резервуар. Далее поворотом переключателя П₁ положение М измерительный мост соединяется со щеткой метров дистанционной приставки и по шкале моста

производится отсчет уровня в данном резервуаре в метрах; при повороте переключателя в положение СМ производится отсчет уровня в сантиметрах в пределах метра.

Кнопкой П_к производится проверка измерительного прибора. Контроль напряжения моста и цепи сигнализации осуществляется по вольтметру, переключением тумблера П₂. При включении тумблера В загорается сигнальная лампа Л_с работы пульта ПКС-2.

Рисунок 3.4

Визуальный указатель уровня жидкости ВУУЖ

Схема сигнализации предназначена для оповещения оператора о до­стижении уровнем заданных положений. При достижении в резервуаре одного из крайних заданных положений уровня замыкаются контакты дистанционной приставки — включается цепь реле сигнализации РС₁— РС₂₀, которое своими контактами включает через ключ К₁—К₂₀ сигнальную лампу Л₁—Л₂₀, соответствующую номеру данного (резервуара. Включение сигнальной лампы может производиться или одновременно с включением звонка З_в или без него. Ключи К₁—К₂₀ служат также для проверки работы реле, сигнальных ламп и звонка. Питание пульта ПКС-2-220/127 в, сигнальных ламп и звонка осуществляется через транс­форматор Тр с напряжением вторичной обмотки 24 в, питание реле сигнализации производится от

сухого элементаБ₂ с напряжением 1,5 в.

Пределы измерения уровня — 0 – 14 м, наибольшая погрешность из­мерения: местного показывающего прибора ±6 мм, дистанционного ПКС-2—±15 мм. Диапазон предельной сигнализации—11 м; макси­мальное расстояние от датчика до пульта при сопротивлении линии не более 100 ом — 1 км; максимальная вязкость среды ВУ₅₀=2; допустимое давление в резервуаре — 200 мм вод, ст.

Конструкция дистанционной приставки отвечает требованиям взрывобезопасности по категории М2Б.

Габаритные размеры в мм: УДУ-2 — 390X1715X355; УДУ-2М — 290X1715X150; УДУ-3 — 390X410X355; УДУ-ЗМ — 390X410 X 150; ПКС-2 —415X480X600

3.1.2 Акустические уровнемеры

Уровнемеры акустические ЭХО-3 предназначены для бескон­тактного автоматического дистанционного измерения уровня жидких сред, в том числе вязких, налипающих, неоднородных, выпадающих в осадок и взрывоопасных, а также сыпучих и кус­ковых материалов с диаметром гранул от 2 до 200 мм. Уровне­меры предназначены для применения в различных отраслях про­мышленности при управлении и регулировании технологических процессов. Уровнемеры выпускаются в обыкновенном (ЭХО-3) и взрывозащищенном исполнении (ЭХО-З-В).

Принцип действия акустического уровнемера основан на лока­ции уровня звуковыми импульсами, проходящими через газовую среду, находящуюся над контролируемой жидкостью, и явлении отражения этих импульсов от границы раздела газ — контролируе­мая среда. Мерой уровня является время распространения зву­ковых колебаний от источника излучения до контролируемой гра­ницы раздела сред и обратно до приемника.

Уровнемер состоит из акустического преобразователя (АП) и преобразователя передающего измерительного (ППИ-3). Акусти­ческий преобразователь

предназначен для преобразования под­водимых к нему электрических импульсов в акустические и пре­образования отраженных импульсов от поверхности контроли­руемого материала обратно в электрические. Основой АП является пьезокерамический диск, работающий в режиме электроакусти­ческого источника колебаний. ППИ-3 предназначен для изме­рения преобразования времени запаздывания отраженного им­пульса относительно посланного зондирующего в выходной уни­фицированный сигнал постоянного тока 0—5, 0—20 или 4—20 мА. Преобразователь ППИ-3 имеет обыкновенное исполнение и испол­нение с искробезопасным входом и должен устанавливаться вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

В зависимости от условий эксплуатации и исполнения АП имеют пять различных модификаций: АП-3 для жидкостей и сы­пучих материалов; АП-4 для сыпучих и кусковых сред непище­вой промышленности; АП-5В, АП-6В для взрывоопасных сред; АП-7 для сильнопенящихся жидкостей. Преобразователи АП-5В и АП-6В имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты и мо­гут устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений всех классов и наружных установок.

Тип	Диапазон измерения, м	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
АП-3	0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6	395X180X160	4
АП-4	10; 0—16; 0—20; 0—30	380X290X290	5
АП-5В	0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6	350X290X290	8
АП-6В	0—1,6; 0—2,5; 0—4	250X215X270	15
АП-7	0—2,5; 0—4	–	6+4 (на каж­дый метр тру­бы)

Диапазоны измерения и соответствующие им типы АП приве­дены в табл. АП

устанавливают на резервуарах с контролируемой средой; ППИ-3 можно устанавливать на щитах, пультах управления, на кронштейнах. Класс точности уровнемеров 1,5.

Питание уровнемера переменным током напряжением 220 В частотой 50 Гц; потребляемая мощность 15 В·А: длина линии связи до 100 м.

Приборы предназначены для работы при температуре окру­жающего воздуха: акустический передающий преобразователь АП от —30 до +50 °С и относительной влажности до 95 %, измери­тельный преобразователь ППИ от 0 до 50 °С и относительной влажности до 85 % .

Температура измеряемых сыпучих и кусковых материалов от —50 до +120 °С, жидких сред от —40 до +155 °С.

Габаритные размеры преобразователя измерительного ППИ 80Х167Х490, масса 7,5 кг.[3]

3.1.3 Ультразвуковые уровнемеры

Уровнемеры РУМБ предназначены для дистанционного авто­матического измерения уровня жидких сред — нефтепродуктов, сжиженных газов и пр., в том числе высоковязких и коагулирую­щих, в Нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышлен­ности.

Принцип действия уровнемера основан на обратном магнитоупругом эффекте: упругая деформация, вызванная ультразвуковой волной, изменяет магнитную проницаемость стержня, которая в свою очередь (при наличии подмагничивающего поля), изменяет магнитный поток через приемную катушку. Измерение уровня сводится к измерению времени между моментами прохождения фронта ультразвуковой волны в стержне около поплавка и опору ной точки отсчета.

Уровнемер включает в себя три преобразователя: первичный промежуточный и передающий. В первичном преобразователе формируется интервал времени в виде электрического импульса длительность которого пропорциональна значению измеряемого уровня и обратно пропорциональна скорости ультразвуковой волны в стержне. В преобразователе промежуточном произво­дится измерение интервала

времени и преобразование его в зна­чение измеряемого уровня в виде числоимпульсного кода Преобразователь передающий преобразует числоимпульсный код в де­сятичный и индицирует его на цифровом табло. В преобразователе передающем размещен также блок питания.

Первичный преобразователь в комплекте РУМБ-БК искробезопасный и предназначен для установки во взрывоопасных зо­нах помещений и наружных установок. Промежуточный преоб­разователь с входными искробезопасными цепями предназначен для установки вне взрывоопасных зон. Передающий преобразова­тель не имеет искробезопасного исполнения и устанавливается вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

Первичный преобразователь устанавливается на резервуаре с измеряемой средой, а промежуточный и передающий преобразо­ватели монтируются по месту либо в шкафах.

Уровнемеры выпускают трех типов с выходными сигналами: РУМБ-БК-М — двоично-десятичный код, ампли­туда выходных импульсов 3В соответствует «1» и 0,3 В соответ­ствует «О»; РУМБ-БК — двоично-десятичный код, амплитуда импульсов 2,4—4,5 В соответствует «1» и 0,4 В соответствует «О»; РУМБ-БК-А 0—5 мА постоянного тока. Плотность измеряемой среды от 0,5 до 1,2 г/см³.

Детали первичного преобразователя, соприкасающиеся с кон­тролируемой средой, изготавливают из материалов, устойчивых к воздействию среды не хуже, чем сталь 12Х18Н10Т и ком­паунд ЭЗК-6. .

Питание уровнемеров переменным током напряжением 220 В частотой 50 Гц. Потребляемая мощность РУМБ-БК и РУМБ-БК-М не более 100 В-А, РУМБ-БК-А — не более 150 В-А.

Уровнемеры предназначены для работы при температуре ок­ружающего воздуха: первичные преобразователи от —50 до +50°С, промежуточные и передающие преобразователи от —10 до +50 °С и относительной влажности не более 95 % .

Габаритные размеры: первичного преобразователя 236X240х Х(746 + Н_изм) мм, где Н_изм — высота измеряемого уровня; промежуточного преобразователя РУМБ-БК-М 265x138x292 мм, остальных уровнемеров 265x138x375 мм;

передающего преобра­зователя РУМБ-БК-М — 265X138X415 мм, остальных уровне­меров 265x138x375 мм.

Масса первичного преобразователя РУМБ-БК-М и РУМБ-БК-А не более 16 кг, РУМБ-БК не более 11 кг; масса про­межуточного преобразователя не более 6,5 кг, передающего не более 10 кг.

3.1.4 Емкостные уровнемеры

Электронный емкостный индикатор уровня ИУ-2 предназначен для непрерывного дистанционного измерения уровня различных сред. При­бор применяется для измерения уровня жидких и сыпучих сред с раз­личными диэлектрическими свойствами (кроме сред вязких, кристалли­зующихся и выпадающих в осадках на электрод датчика), например: ‘жидкости — вода, кислотные и щелочные растворы, минеральные и ра­стительные масла; гранулированные сыпучие—зерно, сахар, соль, из­вестняк, песок, гравий и др.; порошкообразные сыпучие — мел, мука, пресспорошки и др. Индикатор уровня может быть использован как из­меритель раздела сред двух жидкостей с различными диэлектрическими постоянными.

В основу работы прибора положено измерение уровня по значению емкости датчика. Электронная схема прибора состоит из моста переменного тока, вспомогательные плечи которого индуктивно связаны с питающим его генератором высокой частоты. В одно из ос­новных плеч моста включен емкостный датчик, другое плечо служит для регулировки равновесия моста, т. е. для установки нуля. В измерительную диагональ моста включена постоянная нагрузка в виде высо­кочастного дросселя, с части которого снимается напряжение для показывающего и контрольного приборов. В схеме предусмотрена автома­тическая стабилизация высокочастотного напряжения, питающего мост.

Все детали генератора собраны на общем шасси, установленном в корпусе на амортизаторах. Электронный блок имеет выход на потен­циометр ЭПД или ЭПВ со шкалой от 10 до 100 мв. В качестве контроль­ного указателя уровня применен миллиамперметр магнитоэлектрической системы типа ПМС (от 0 до 1 ма),

установленный на шасси электронного блока. Для дистанционного показания используется миллиамперметр типа М632 (от 0 до 1ма) с равномерной шкалой, разделенной на 50 рав­ных делений с цифрами от 0 до 100; промежуточные деления тариру­ются на месте потребителем. Емкостный датчик) имеет ли­той пылебрызгонепролицаемый силуминовый корпус со съемной крыш­кой. Головка датчика выполняется с резьбовым соединением для ввертывания в бункер или резервуар, в котором происходит замер уровня, и соединяется с электронным блоком ИУ-2 коаксиальным кабелем, за­ключенным в металлорукав. Емкостный датчик выбирается по табл. 1У.5 в зависимости от измеряемой среды и пределов измерения.

3.1.5 Выбор датчика уровня

После рассмотрения схем устройств можно отобрать наиболее подходящий датчик уровня. Выбор датчика уровня для данной схемы должен происходить исходя из начальных условий, особенности их работы, а также требований, предъявляемых к устройству.

Можно сразу отбросить датчики, которые предназначены для измерения уровня жидкости в открытых сосудах, а также для измерения уровня сыпучих тел. Также следует сразу же отобрать датчики, предназначенные для работы с высокой температурой. Таким образом, электрические датчики в силу своих характеристик являются непригодными для использования в схеме ректификации.

В нашей схеме можно использовать датчик уровня типа УДУ-2 или УДУ-3. Данные датчики уровня предназначены для контроля уровня жидкостей, неагрессивных по отношению к нержавеющей стали. Электрическая схема уровнемера УДУ-3 приведена на рисунке 2.3

3.2 Расчет пневматической части датчика уровня

Расчет производится с целью определения размера поплавка, при котором отталкивающее усилие было бы таким, чтобы преодолевалось сопротивление трения в шестеренчатой передаче и сопротивление трения и сопротивление вращению вала в уплотнительной муфте при малых изменениях высоты уровня жидкости в баке.

Для определения геометрических размеров деталей уровнемера, задаваясь отдельными значениями, пользуются уравнениями:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

где γ₂ и γ₁ — углы поворота валов мерного и поплавкового барабанов, град;

d₂ и d₁ — диаметры мерного и поплавкового барабанов, м; (Диаметры могут быть различны. (0,1-0,5 м))

Н — максимальный измеряемый уровень в м (для данного уровнемера он составляет от 1 до 2 м);

L — максимальная длина шкалы уровнемера, м (в нашем случае 0,1 –0,5 м);

l — длина участка шкалы, характеризующая измеряемую величину, м;

h — измеряемая высота уровня жидкости относительно дна, м;

z_н и z_в — число зубьев соответственно нижней и верхней шестерен.

Если известна одна из величин: H или L, то по формуле (3.1) можно найти ту, которая неизвестна. Для этого необходимо знать такие константы, как число зубьев шестерен и диаметры мерного и поплавкового барабанов.

Пример:

L = 0.3 м

d₁ = 0.4 м; d₂ = 0.2 м

z_н = 150; z_в = 300

Зная эти начальные условия можно найти максимальный измеряемый уровень:

или:

H = 1,5 м

d₁ = 0.2 м; d₂ = 0.1 м

z_н = 100; z_в = 200, тогда

3.3 Модернизация устройства

Для модернизации необходимо на вход датчика уровня поставить одно из вспомогательных устройств пневмоавтоматики, так называемое реле времени. Реле времени предназначено для создания выдержки времени при включении или выключении устройств гидро- и пневмоавтоматики.

Рисунок 3.5 – Реле времени

Время выдержки определяется временем наполнения (или опорожнения) жидкостью цилиндра 2, поршень 1 которого воздействует на соответствующее устройство. Время наполнения регулируется ограничителем хода 5 или дросселем 3, изменяющим скорость протекания жидкости. Цилиндр опорожняется под действием пружины

Список литературы

1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. – Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Кошарского Б.Д. – Л.: Машиностроение, 1976.

2. Борисов Г.С. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. – М.: Химия, 1991.

3. Гельперин Н.И. Основные процессы и автоматы химической технологии. – М.: Химия, 1981.

4. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Высшая школа, 1983. – 312с.

5. Кошарский Б.Д. Справочник по приборам теплового контроля и авторегулирования для электростанций и промышленных котельных. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1964.

6. Советский энциклопедический словарь. Гл. ред. А.М. Прохоров. – 3-е изд. – М.: Сов. Энциклопедия, 1984.

7. Чертов А.Г. Физические величины: Справочное пособие. – М.: Высшая школа, 1990. – 335с.

studfiles.net