Пъезометрический и гидростатический погружной уровнемер

Пъезометрический уровнемер Принцип действия основан на уравновешивании гидростатического давления жидкости, которой измеряется давлением подводимого сжатого воздуха. Давление сжатого воздуха настраивается по манометру -5 редуктором- 7, далее настраивается по ротаметру в регуляторе расхода воздуха -6 и по импульсной трубке -4 поступает в пъезометрическую трубку -2. Воздух барботируя через жидкость выходит в атмосферу, при этом в трубке создается давление на преодоление столба жидкости, Это же давление попадает в линию-3 ведущую в (+) камеру дифманометра -8. Дифманометр вырабатывает сигнал рассогласования пропорциональный давлению столба жидкости. Р =ρ*ϥ*ћ, сомножители это: плотность жидкости; ускорение свободного падения; и высота столба жидкости на которую погружена трубка. В приборе: в (+) камере Р +Р_АТМ; в (-) камереР_АТМ , прибор фиксирует давление столба жидкости.

Гидростатический погружной уровнемер

Мембранный двухсторонний сенсор КНК датчика находится внутри стального цилиндра и защищен колпачком с круглыми отверстиями. Кабель с капилярнойпневмотрубкой (для компенсации атмосферного давления) подведен с противоположной стороны цилиндра к сенсору.

Гидростатические погружные уровнемеры делятся на две группы по способу устройства сенсора на жестком- стержневом удлинителе и самонесущем кабельном удлинителе. Расчетная формула Р=ρ*ϥ*ћ. Могут измерять уровень в резервуарах под атмосферным давлением методом погружения.

Там же находится монтажная скоба для троса. Измеряемая среда должна быть совместима с материалами мембраны и кабеля датчика. В отверстиях колпачка, на поверхности мембраны не должны откладываться загрязнения.

Способ монтажа на самонесущем кабеле: 1-гидростатический погружной датчик уровня; 3-труба из н/ж стали; 4-перфорированная пластмассовая труба при измерении уровня в условиях донных отложений; 5-несущий трос в оплетке при измерении в условиях донных отложений; 6-соединительный кабель с пневмокапиляром для подачи атмосферного давления к сенсору для компенсации давления с обратой стороны; 8 –упор в дно резервуара; 10 – соединительная клеммная коробка. Преимущество метода в том, что не требуется монтаж сосудов, импульсных линий и контроль за утечками

Радарные уровнемеры Принцип действия всех известных радарных уровнемеров основан на измерении времени распространения радиоволны от антенны уровнемера до поверхности продукта, уровень которого измеряется, и обратно на частоте 10 МГц, 94 МГц, 6 ГГц, 26 ГГц. Наиболее простым с точки зрения реализации на первый взгляд выглядит импульсный метод, заключающийся в измерении времени запаздывания принятого импульса относительно излученного. Однако при ближайшем рассмотрении очевидны технические трудности реализации этого метода.
Более широкое распространение для высокоточных измерений получили радарные уровнемеры, использующие непрерывное модулированное по частоте радиоизлучение (FMCW). Самые современные уровнемеры работают уже на частоте 94МГц.?

Принцип действия такого уровнемера заключается в следующем. Микроволновый генератор датчика уровня формирует радиосигнал, частота F которого изменяется во времени T по линейному закону – линейный частотно-модулированный сигнал, как показано на рисунке.

УЛМ-31А

Этот сигнал излучается в направлении продукта, отражается от него, и часть сигнала через определенное время, зависящее от скорости света и расстояния, возвращается обратно в антенну. Излученный и отраженный сигналы смешиваются в датчике уровня, и в результате образуется сигнал, частота которого равна разности частот принятого и излученного сигналов F и соответственно расстоянию от антенны до измеряемого продукта. Дальнейшая обработка сигнала осуществляется микропроцессорной системой датчика уровня и заключается в точном определении частоты результирующего сигнала и пересчете ее значения в значение уровня наполнения резервуара.

Для всех радарных уровнемеров всегда существовала проблема потери сигнала уровня при добавлении теплой жидкости в холодную в зимних условиях, это связано с запотеванием. В новых моделях уровнемеров, например, УЛМ-11 российского производства стали устанавливать радиопрозрачную фторопластовую прокладку. Фторопластовая прокладка имеет внутри глухую перегородку выполненную наклонно. Преимущества применения: 1- разрывается мостик холода металл-металл между фланцами фторопластовой прокладкой; 2- конденсат не попадает на излучатель а скопившийся на наклонной перегородке прокладки стекает с нее обратно в резервуар. Все другие радарные уровнемеры необходимо утеплять на зиму, иначе при наливе отказ прибора зимой гарантирован. При наличии установки азотной подушки в резервуаре таких проблем не возникает, потому что азот вытесняет более легкие пары. Новые уровнемеры выпускаются с рабочей частотой 94МГц, что дает возможность сузить луч до 4⁰ ,что позволяет значительно снизить все помехи.

При эксплуатации всех остальных датчиков необходимо:

1) теплоизолировать датчики в зимних условиях и при больших перепадах температур между вновь налитым и хранящимся продуктом;

2) не допускать попадания посторонних предметов между патрубком фланца прибора и раструбом излучателя;

3) при монтаже датчика после чистки - устанавливать строго в первоначальное положении (как было до снятия).

Микроимпульсный уровнемер

Работа уровнемера построена на том же принципе, что и радарный. Разница заключается в том, что в радарной технологии это распространение сигнала идет через воздух, в микроимпульсных уровнемерах распространение сигнала идет по стальному волноводу. Естественно в воздухе сигнал рассеивается сильнее, чем в волноводе. Результатом этого являются более высокая надежность измерения,

лучшие рабочие характеристики по сравнению с бесконтактными методами.

Конструктивно волновод микроимпульсного контактного уровнемера может быть выполнен как одинарный (стержень или трос), так и сдвоенный (стержень или трос)- волновод, либо в виде коаксиала стержень внутри перфорированной трубы, а еще в виде беспроводной антенны как у радарного уровнемера. Конструкции со сдвоенными волноводами (стержни, тросы, коаксиалы) имеют преимущество, заключающееся в том, что электрическое поле сконцентрировано вокруг волноводов и устойчиво к влиянию со стороны элементов конструкции резервуара.

Проблемы, связанные с налипанием, в гораздо меньшей степени проявляются в случае применения конструкций с одним тросом или стержнем. Однако силовые линии электрического поля одинарного волновода не являются замкнутыми, из-за чего на создаваемое электрическое поле могут оказывать ощутимое влияние внутренние элементы конструкции резервуара.

При эксплуатации обращать внимание:1- для сдвоенных волноводов при зависании уровня обратить внимание на состояние радиопрозрачных пластиковых перемычек, промыть их лучше всего МЭК или спиртом; 2 для коаксиальных волноводов (стержень в перфорированной трубе) тоже самое, что для двойных; 3- электрическое поле одинарных волноводов будет очень чувствительно реагировать к ближайшим предметам и загрязнениям на них; 4- появление налипаний внутри патрубка фланца уровнемера тоже может сыграть свою негативную роль.