Датчики уровня
Датчики уровня относятся к первичным измерительным устройствам сбора информации в системах автоматизации производства. Используются для определения и непрерывного измерения, а также контроля предельных значений уровня различных видов жидких, газообразных, сыпучих веществ. Полученное значение уровня преобразуется в импульсный стандартный унифицированный токового сигнал 4-20 мА или цифровой сигнал стандарта HART и RS-485.
Устройства используются в составе систем контроля и регулирования в различных емкостях, резервуарах и трубопроводах, имеют общепромышленное и взрывозащищенное исполнение.
Классификация
Существует очень много разновидностей датчиков уровня, способных измерять самые разные величины. Для выполнения задач измерения, контроля и сигнализации с различными веществами применяются контактные и бесконтактные варианты датчиков.
Все устройства можно разделить на две категории:
- датчики уровня жидкости;
- датчики уровня сыпучих материалов.
По своему функционалу датчики делятся на:
- сигнализаторы уровня, срабатывающие при достижении уровня заданной точки;
- преобразователи уровня или уровнемеры, отображающие значение уровня в настоящий момент.
В зависимости от строения устройства и метода проведения измерений, датчики могут устанавливаться непосредственно в корпус емкости или трубопровода, а также монтироваться непосредственно над самим объектом измерения.
По способу монтажа различают датчики с горизонтальной и вертикальной установкой.
Ниже представлен краткий обзор основных уровнемеров и сигнализаторов уровня ведущих мировых компаний с областью их функционального применения.
Мембранные датчики непрерывного измерения жидкости. Моноблочные устройства, монтируемые на внешней стороне резервуара.
- Механические буйковые датчики. Принцип действия основан на механическом способе измерения глубины погружения буйка. Оборудуются механическим способом передачи и регистрации данных, используются для измерения уровня жидкости в открытых резервуарах с однородными и не нападающими на измерительный элемент жидкими средами.
- Гидростатические датчики (датчики гидростатического давления и гидростатические зонды). Основаны на измерении и регистрации изменений гидростатического давления среды на дно резервуара/емкости, которое зависит от высоты столба над измерительным элементом датчика и плотности среды.
- Емкостные контактные датчики. Исполняются в виде погружных зондов с частично или полностью изолированным электродом. Вторым электродом «конденсатора-резервуара» служит корпус.
Кондуктометрические стержни ДС производителя ОВЕН. Представляют собой стержневые датчики, предназначенные для контроля и сигнализации нескольких уровней слабокислотных и щелочных электропроводных жидкостей (вода, топливо, пищевые продукты, и др.). Принцип действия устройств основан на изменении электропроводности между общим и сигнальным электродами в зависимости от уровня сигнализирующей жидкости.
В зависимости от модели, датчики ДС могут работать с различными диапазонами давлений (от 0,1 до 2,5 МПа) и температуры (от 70 до 240 градусов).
Выпускаются с 3-х, 4-х и 5-ти электродными исполнениями и длиной 0,5; 1; 1,95; 2,5; 3; 3,5 и 4 метра. Материалом электродов датчиков служит нержавеющая сталь.
Когда поверхность жидкости соприкасается с сигнальным электродом, происходит замыкание между двумя электродами.
Кондуктометрические датчики применяются для измерения уровня как в металлических, так и неметаллических резервуарах:
- в металлических резервуарах количество применяемых для измерения сигнальных электродов соответствует числу измеряемых уровней, а общим электродом служит стенка резервуара.
- в неметаллических резервуарах количество электродов должно быть на один больше, чем число сигнализируемых уровней, поскольку один из них служит в качестве общего электрода.
Поплавковые датчики ПДУ компании ОВЕН. Датчики наполнения емкости. Применяются для измерения и контроля текущего и предельного уровня жидкостей: сточных вод, химически агрессивных веществ, пищевых продуктов и др.
Могут работать при температурах до +105 С в химически агрессивных средах, в условиях сильной вибрации и волнения на поверхности жидкости. Для устранения влияния некоторых негативных факторов, влияющих на точность измерений, устройство помещают в специальную демпферную трубу, диаметром чуть больше, чем диаметр поплавка.
Датчик наполнения емкости выполнен из нержавеющей стали. Отличается высокой надежностью, устойчивостью к пене и пузырькам в жидкости, способен работать с вязкими жидкостями.
Датчики для открытых резервуаров ДУ компании ОВЕН. Многоэлектродные устройства кондуктометрического типа, предназначенные для контроля уровней жидкости как в металлических, так и неметаллических резервуарах открытого типа со стенками, выполненными из изоляционного материала. Конструкция и принцип работы датчиков для открытых резервуаров ДУ аналогичны кондуктометрическим устройствам серии ДС.
Сигнализаторы уровня ПСУ производителя ОВЕН. Подвесное устройство для управления наполнением и опорожнением резервуаров с водой и другими неагрессивными к материалу сигнализатора жидкостями, в том числе содержащими твердые включения. ПСУ-1 применяется в качестве датчика уровня канализации и сточных вод, как промышленных, так и коммунальных.
Подвесные сигнализаторы уровня крепятся на прочном гибком кабеле и содержат герметично закрытый микропереключатель.
Сигнализаторы применяются для контроля уровня сточных вод, химически агрессивных жидкостей или пищевых продуктов. Устройства способны работать при температурах от 0 до +70 °С в химически агрессивных средах. Материалом датчика служит синтетический полипропилен, материал кабеля — неопрен.
