Датчик уровня: особенности, способы применения, монтаж и область применения

Что такое датчик уровня.

Датчики уровня — это устройства, которые отслеживают количество жидкого или сыпучего вещества по уровню его поверхности в определённой ёмкости.

Для измерения уровня жидкости используют огромное количество датчиков: поплавковые, буйковые, гидростатические, ультразвуковые, акустические, ёмкостные, радиоизотопные и многие другие. Последние два используют также для измерения уровня сыпучих продуктов.

При выборе датчика уровня жидкости важно учесть следующее:

• Тип переключателя

- Электромеханический переключатель. Конструкция содержит механические контакты или реле. При помощи такого типа переключателей можно контролировать широкий спектр токов и напряжений. На электромеханические переключатели не влияют загрязнения, магнитные поля и экстремальные температуры, приближенные к абсолютному нулю или 1000°C. Они адаптируются к смещению в установке для предотвращения тока утечки. Благодаря этому переключатели применяются во многих схемах и типах корпусов. Из недостатков можно выделить ограниченный жизненный цикл контакта, большие габариты и долгое время отклика.

- Твердотельный переключатель. В устройстве твердотельных переключателей отсутствуют подвижные части, которые могут износиться. Переключение происходит намного быстрее и без образования искры между контактами. Недостатком твердотельных переключателей является высокая стоимость.

• По конфигурации бывает цепь с нормально разомкнутыми контактами (НО) и цепь с нормально замкнутыми контактами (НЗ).
• Количество полюсов и позиций. Встречаются как однополюсные и двухполюсные датчики уровня, так и однопозиционные или двухпозиционные.

Датчики уровня оснащаются двумя видами коммуникационных интерфейсов:

• Серийный – последовательная передача битов данных по одной линии. Интерфейс передаёт данные на большие расстояния при меньшем количестве задействованных проводов. Последовательные интерфейсы используют протоколы последовательной связи, например USB, RS232 или RS485.
• Параллельный – одновременная передача битов данных. Возможно транслировать больший объем информации с большей скоростью и надежностью, но с колоссальным временем обработки. Параллельные интерфейсы используют протокол параллельной связи, например GPIB.

Принцип действия датчика уровня

По принципу действия могут выдавать следующий сигнал:

• дискретный основан на принципе электропроводности жидкости. Подобный датчик состоит минимум из двух электродов, через которые проходит электрический ток. При погружении их в воду образуется замкнутая электрическая цепь. Системы измеряют уровень воды в дренажных приямках.
• непрерывный способ определяет уровень среды в резервуаре или силосе и преобразуется в электронный сигнал. Сигнал уровня показывается на месте либо интегрируется в систему контроля или управления процессом.

Как и для чего измерять уровень

Для поддержания требуемого уровня обслуживания устройства необходимо измерять уровень, так как его отклонения могут привести к сбоям в преждевременной поломке устройства. Принцип измерения уровня какой-либо жидкости в промышленных агрегатах похож на тот, который встречается в автомобилях. Любые устройства, от небольших и простых до массивных и сложно устроенных требуют соблюдения установленных уровней технологических жидкостей, будь то вода, нефтепродукты или специальные химические растворы. В результате измерений уровня персонал получает данные, необходимые для соблюдения технических условий, безопасной и эффективной эксплуатации оборудования на предприятии. В некоторых случаях измерение уровня жидкостей проводится для оценки объема перерабатываемого сырья, расхода продуктов и количества накопленных отходов.

Измерение уровня жидкости в резервуаре всегда является вертикальным. В данном случае уровнем является высота жидкости или высота, на которую поднялась поверхность жидкости над плоскостью дна резервуара. Однако базовая линия может находиться и наверху резервуара. В зависимости от расположения линии применяются разные методы непосредственного измерения уровня. В случаях, когда за базовую линию принимается плоскость дна резервуара, измерения уровня производятся от донной части до поверхности жидкости. Данный способ называется измерением высоты заполненного пространства в резервуаре. Если же базовая линия располагается вверху резервуара, измерение проводится вне жидкости, от её поверхности до верхней точки резервуара. Такой способ называется измерением свободного или незаполненного объема в резервуаре над поверхностью жидкости.

Измерение уровня жидкости может проводиться одним из двух основных методов:

• Непрерывное измерение. Метод, с помощью которого осуществляется непрерывное измерение уровня и выдача числовых показаний уровня.
• Определение уровня при достижении заранее заданного значения. Иногда необходимо отслеживать только уровни, достигшие критических точек. Подобный тип измерения уровня нередко называется определением уровня в системе с уставками. Когда уровень жидкости достигает уставки, прибор приводит в движение рычажный механизм или включает реле. После этого начинается корректировка или регулировка.

Особенности и характеристики уровнемера

Датчики могут оснащаться следующими возможностями, которые расширяют диапазон их применения:

• возможность программирования устройства;
• наличие контроллера, рекордера, функции сумматора и встроенного индикатора сигнализации.

Возможны следующие модификации:

• Устройства с регулируемым диапазоном измерений. Пользователь может самостоятельно настроить диапазон измерений в зависимости от вещества, емкости и условий окружающей среды.
• Устройства для санитарных целей, рассчитанные на применение в средах с санитарными требованиями, например в фармацевтической или пищевой промышленности.
• Устройства обработчики суспензии и взвешенных веществ, способные обрабатывать шлам и вещества с содержанием взвешенных частиц, например сточные воды.
• Устройства со встроенной сигнализацией или индикацией.
• Программируемые устройства запрограммированы для различных диапазонов, материалов, выходов и т. д.
• Устройства с функциями регулятора выполняют функции управления. Они оснащены входами для датчиков и выходом управляющего сигнала.

Характеристики датчиков:

• Условия эксплуатации. Характеристика включает в себя:

- максимальное рабочее давление, на которое рассчитано устройство;

- диапазон температур материала, на измерение которого рассчитано устройство.

• Максимальный ток – это максимальная токовая нагрузка устройства.
• Максимальное переменное напряжение – максимальное номинальное напряжение переменного тока устройства.
• Максимальное постоянное напряжение – максимальное напряжение постоянного тока устройства.
• Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) – контроль переключателя осуществляется уровнем логического входа ТТЛ посредством ТТЛ драйвера.

Монтаж датчика уровня

Монтаж датчика зависит от условий системы, характеристики емкостей и метода измерений – контактного или бесконтактного. Датчик устанавливают на верхней, нижней или боковой стороне контейнера, содержащего вещество, уровень которого необходимо контролировать. Возможна установка в корпус ёмкости, трубопровода или непосредственно над объектом измерения. Следует обращать внимание на размер переключателя или датчика и доступное для монтажа пространство.

Область применения

Датчики определения уровня применяются в тех отраслях производства, технологические процессы которых связаны с жидкими, сыпучими, газообразными, пастообразными, вязкими, липкими и другими материалами:

• Нефть, нефтепродукты, масла, смазочные материалы, смазочно-охлаждающие эмульсии;
• Вода и водные растворы, сточные воды;
• Кислоты, щелочи, чистящие жидкости;
• Пищевые продукты, напитки;
• Пластиковые гранулы;
• Строительные материалы, сухие строительные смеси;
• Вязкие среды.

Купить датчик уровня можно в магазине “Промышленная Автоматизация”.

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.