Виды датчика уровня жидкости

Что такое датчик уровня?
Датчики уровня — это устройства, позволяющие отслеживать количество жидкого или сыпучего вещества по уровню его поверхности в некоторой ёмкости.
Виды датчиков уровня и их характеристика
Для измерения уровня жидкости используют огромное количество датчиков.
1. контактные устроены таким образом, что весь датчик или его часть контактирует с измеряемой средой. Они применяются в условиях с наличием факторов, затрудняющих работу оборудования. Это может быть температурный режим выше +90 градусов Цельсия или давление выше 3 бар. Контактные датчики необходимы при измерении уровня пенящихся жидкостей – молоко, пиво, соки, газ, вода и других. Измерение уровня жидкости в высоких узких резервуарах лучше выполнять контактными датчиками, т.к. бесконтактный метод дает некорректные результаты из-за рассеяния сигнала.
На фото представлен ёмкостный контактный датчик непрерывного контроля уровня жидкости. Он состоит из:
1 - изолированный электрод;
2 - трубчатый электрод;
3 - электрод в виде тросика;
4 - электрод противоположного знака;
5 - электрод в виде металлической ленты;
6 - корпус.
2. бесконтактные применяются при работе с агрессивными средами. Бесконтактный метод измерения позволяет избежать пагубного влияния таких жидкостей на процесс измерения. На эксплуатацию и работоспособность датчиков может влиять вязкость продукта, его кислотность и щелочность. Альтернативным приспособлением для измерения уровня жидкости агрессивных или вязких сред может быть контактный датчик, изготовленный из нержавеющей стали.
На фото изображён бесконтактный ультразвуковой датчик уровня. Он состоит из передатчика и приёмника.
3. ёмкостные уровнемеры. Работа таких уровнемеров основана на различии диэлектрической проницаемости жидкостей и воздуха. Простейший первичный преобразователь ёмкостного прибора представлен на фото. Он состоит из электрода 1 (металлический стержень или провод), расположенный в вертикальной металлической трубке 2. Стержень вместе с трубой образуют конденсатор. Ёмкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости. При изменении уровня от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость меняется от диэлектрической проницаемости воздуха до диэлектрической проницаемости жидкости.

4. байпасные. Работа датчиков основана на принципе сообщающихся сосудов. Такие уровнемеры устанавливаются в небольших резервуарах, среда в которых находится под давлением и имеет рабочую температуру до +250°С. Возможно совместное функционирование с магнитострикционными уровнемерами. Это позволяет вводить байпасные уровнемеры в системы автоматизированного управления. Из-за наличия тепловых перемычек в соединительной арматуре, температура жидкости в байпасной камере ниже, чем в сообщающемся с ней сосуде. Поэтому не рекомендуется применять байпасные уровнемеры с вязкими жидкостями или жидкостями, вязкость которых повышается при снижении температуры.
5. магнитострикцонные. Данный тип уровнемеров содержит поплавок, лежащий на поверхности жидкости. Относительно его положения производится измерение уровня. Подобная конструкция обеспечивает большую точность измерений в магнитострикционных моделях. Их применение целесообразно при коммерческом учёте светлых нефтепродуктов, химических веществ и других дорогостоящих жидкостей.
6. магнитные. В магнитных датчиках уровня поплавок имеет магнитную связь с установленным снаружи микропереключателем. Перемещение поплавка под действием гидростатической выталкивающей силы происходит по направляющей трубке. Это вызывает поочередное замыкание магниточувствительных герконовых контактов, которые располагаются внутри направляющей трубки. Количество герконов (датчиков) определяет число контролируемых уровней и может достигать семи и более. Применение тех или иных герконов определяет электрические характеристики магнитных датчиков уровня, которые могут обеспечивать коммутацию нагрузки мощностью до 250 Ватт. Условия эксплуатации определяются материалом поплавка и направляющей.
К датчику предъявляются следующие требования:
- температура контролируемой среды от -40 до +120°C;
- избыточное давление до 2 МПА;
- плотность контролируемой среды от 0,5 до 1,5 гр/см2;
- диапазон измерений до 25 метров.
7. микроволновые. Подразделяются на:
- рефлексные. Устройство включает в себя электронный блок и волновод, длина которого должна соответствовать высоте резервуара. Это ограничивает использование датчиков в высоких резервуарах. Особенности конструкции обеспечивают микроволновым рефлексным датчикам высокую точность и возможность эксплуатации в тяжелых условиях – высокие температура и давление, с пенящимися и налипающими жидкостями. Это один из наиболее универсальных видов уровнемеров. Его можно применять практически с любыми жидкостями в независимости от давления воздушной среды над поверхностью жидкости или диэлектрической проницаемости среды.
- радарные. Главным элементом данного датчика является радиолокатор, частота излучения которого изменяется по линейному закону. Жидкость отражает излучение локатора. Поэтому если расположить излучатель-приёмник внутри резервуара согласно схеме и фиксировать задержку отражённого сигнала относительно сигнала источника, то можно определить уровень жидкости по величине задержки. Для определения задержки используется линейная модуляция частоты источника. Если частота исходного сигнала изменяется по линейному закону (например, непрерывно возрастает), то отражённый сигнал, имеющий временной сдвиг относительно исходного, будет иметь также и меньшую частоту. По величине частотного сдвига судят о величине временной задержки между двумя сигналами и о расстоянии до поверхности жидкости. Дальнейшая обработка полученного сигнала осуществляется в цифровом тракте. На этом этапе возможна нейтрализация шумовых сигналов, возникающих в результате волнений на поверхности жидкости или поглощения радиоизлучения.

8. буйковые. Состоят из:
1 — рычаг;
2 — промежуточный преобразователь силы в унифицированный сигнал;
3 — буёк.
В буйковых уровнемерах применяется неподвижный погруженный в жидкость буек 3. Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженный буек действует со стороны жидкости выталкивающая сила F. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной буйком. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения буйка, т. е. от уровня в емкости Н. Таким образом, в буйковых уровнемерах измеряемый уровень преобразуется в пропорциональную ему выталкивающую силу. Поэтому зависимость выталкивающей силы от измеряемого уровня является линейной.
Принцип действия буйковых уровнемеров позволяет в широких пределах изменять их диапазон измерения. Широта измерений достигается как заменой буйка, так и изменением передаточного отношения рычажного механизма промежуточного преобразователя. Уровнемеры измеряют уровень в пределах от 0-40 мм до 0-16 м.
9. оптические изменяют коэффициент преломления оптического излучения на границе двух сред, одной из которых является линза датчика, второй – окружающая среда. Источником оптического излучения является инфракрасный светодиод. В воздушной среде инфракрасное излучение светодиода, отражаясь от внутренней поверхности линзы датчика, попадает в область фотоприемника, регистрирующего наличие излучения. Когда линза находится в контакте с жидкостью, условия отражения света меняются. Электрическая схема на выходе приемника преобразует сигнал в цифровую или логическую форму.
10. поплавковые. В поплавковых уровнемерах имеется лёгкий плавающий на поверхности жидкости поплавок. Он изготавливается из коррозионно-стойкого материала. Показывающее устройство прибора соединено с поплавком тросом или с помощью рычагов. Поплавковыми уровнемерами измеряется уровень жидкости в открытых ёмкостях.
Поплавковое устройство с использованием индукционной системы датчиков сельсинного типа представлено на фото. Он состоит из:
1 - статор;
2 - ротор;
3 - кольца;
4 - поплавок.
Датчик состоит из статора 1, изготовленного в виде стального ярма с двумя полюсами, двумя катушками возбуждения, последовательно включенными в сеть переменного ток а, и ротора 2 с тремя обмотками, симметрично сдвинутыми по отношению друг к другу. Концы обмоток ротора присоединены к изолированным друг от друга коллекторным кольцам 3, насаженным на валу ротора. Переменный ток, проходящий через катушки возбуждения, индуктирует в обмотках ротора датчика и указателя, значения которых определяется положением этих обмоток относительно магнитного поля статора. Перемещение поплавка 4 вызовет поворот ротора датчика. Возникнут токи, вызывающие поворот ротора указывающего прибора на такой же угол, как ротор датчика.

Подобные датчики бывают с механическим и магнитным поплавком, которые включают или выключают механический переключатель. Переключение осуществляется при непосредственном контакте с переключателем или посредством магнита. В магнитных поплавках магнит запечатан внутри. Он поднимается или опускается до уровня срабатывания. В механических поплавках используется переключатель, в противоположную сторону которого двигается поплавок.
Область применения поплавковых датчиков ограничивается только чистыми материалами и средами.
11. гидростатический. Гидростатический способ измерения уровня основан на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, пропорциональное глубине, т. е. расстоянию от поверхности жидкости. Поэтому для измерения уровня гидростатическим способом используются приборы для измерения давления или перепада давлений. В качестве таких приборов обычно применяют дифманометры. Они состоят из дифманометра 1 и уравнительного сосуда 2. При включении дифманометра 1 перепад давлений на нем будет равен гидростатическому давлению жидкости, которое пропорционально измеряемому уровню Н.
При включении дифманометра 1 перепад давлений на нем будет равен гидростатическому давлению жидкости, которое пропорционально измеряемому уровню Н.
Если жидкость в ёмкости находится под избыточным давлением, то дифманометр 1 включают по схеме справа. Причем его плюсовую камеру соединяют с пространством над жидкостью через уравнительный сосуд 2. Этот сосуд заполняют жидкостью, столб которой создает постоянное гидростатическое давление в плюсовой камере дифманометра. Поэтому измеряемый перепад давлений, равный разности гидростатических давлений жидкости в камерах дифманометра, будет пропорционален разности между уровнем в разделительном сосуде. Так как уровень в разделительном сосуде постоянен и известен, то его всегда можно учесть в показаниях прибора.
При измерении уровня суспензий и шламов, осадки которых забивают импульсные трубки дифманометров, их непрерывно продувают сжатым воздухом. В этом случае дифманометр 1 включают по схеме, приведенной справа. Импульсные трубки все время заполнены продуваемым воздухом. При небольшом расходе воздуха давление в минусовой камере оказывается равным давлению над жидкостью в ёмкости, а в плюсовой — давлению в жидкости. Поэтому перепад давлений в дифманометре будет равен гидростатическому давлению жидкости и пропорционален измеряемому уровню.
12. мембранные. Устройство мембранных датчиков содержит переключатель, чувствительный к давлению. Передача давления на внутренний датчик осуществляется через тонкометаллическую мембрану. Принцип измерения основан на пропорциональности давления к уровню жидкости, умноженной на удельный вес.
Подобные датчики бывают дифференциальные. Устройства измеряют давление или изменение давления в сосуде или резервуаре.
13. радиоизотопные. Такие уровнемеры применяют для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов в закрытых емкостях. Состоит из:
1 - бак;
2 - источник;
3 - стальные ленты;
4 - ролик;
5 - барабан;
6 - измерительное устройство;
7 - реверсивный электродвигатель;
8 - блок управления;
9 - кабель;
10 - приёмник излучения;
11 - трубы.
Действие датчиков основано на поглощении у-лучей при прохождении через слой вещества. В радиоизотопном уровнемере источник 2 и приёмник 10 излучения подвешены на стальных лентах 3, на которых они перемещаются в трубах 11 по всей высоте бака. Ленты намотаны на барабан 5, приводимый в движение реверсивным электродвигателем 7. Если измерительная система (источник и приемник у-лучей) расположена выше уровня измеряемой среды, поглощение излучения слабое. В этом случае приёмник 10 по кабелю 9 на блок управления 8 будет приходить сильный сигнал. По этому сигналу электродвигатель 7 получит команду на спуск измерительной системы. При снижении её ниже уровня среды поглощение у-лучей резко увеличится, сигнал на выходе приёмника уменьшится и электродвигатель начнёт поднимать измерительную систему.
14. ультразвуковые (акустические). Состоят из:
1 - излучатель;
2 - электронный блок.
Действие уровнемеров этого типа основано на измерении времени прохождения импульса ультразвука от излучателя до поверхности жидкости и обратно. При приёме отраженного импульса излучатель становится датчиком. Если излучатель 1 расположен над жидкостью, уровнемер называется акустическим; если внутри жидкости — ультразвуковым. В первом случае измеряемое время будет тем больше, чем ниже уровень жидкости Н., во втором — наоборот. Электронный блок 2 выполняет в датчике следующие функции:
- формирует излучаемые ультразвуковые импульсы;
- усиливают отражённые импульсы;
- измеряют время прохождения импульсом двойного пути (в воздухе или жидкости);
- преобразовывает указанное выше время в унифицированный электрический сигнал.
Подобные уровнемеры бывают диссипативные (по другому их называют акустические уровнемеры “прямого” зондирования). Он состоит из излучателя 1 и приемника излучения 2, установленных на дне и крышке сосуда.
15. вибрационные (камертонные). Датчик имеет пьезоэлектрический кристалл, под действием которого чувствительный элемент (вилка) будет вибрировать с определенной частотой. Частота колебаний вилки обычно составляет от 1200 до 1300 Гц. Изменение частоты колебаний вилки непрерывно контролируется электронной схемой прибора. При погружении вилки в жидкость или сыпучий продукт частота колебаний вилки уменьшается. Это приводит к переключению выходных контактов реле датчика. При снижении уровня жидкости или сыпучего вещества частота колебаний вилки увеличивается и контакты обратно переключаются. Сигнал об изменении состояния контактов подаётся в систему управления или на исполнительные механизмы (насосы, клапаны и т. п.).

16. воздушный барботер Устройство состоит из источника сжатого воздуха с ограничителем расхода, чувствительной трубки и датчика давления. Работа производится с небольшим количеством воздуха, дозируемого в погруженную в резервуар трубку. Датчик давления контролирует давление воздуха в трубке. Это подтверждает соответствие значению давления в нижней части резервуара. Для вычисления уровня жидкости величину давления внутри трубки делят на плотность жидкости. Преимуществом воздушного барботера является отсутствие подвижных частей. Благодаря этому устройство измеряет уровень жидкостей и эмульсий в жестких условиях, таких как градирни, резервуары, вентилируемые топливные баки, истощающие шахты и воздухоочистители.

17. радиочастотный. Датчик состоит из коаксиального конденсатора. Все поверхности проводника покрыты тонким изолирующим слоем. Данное покрытие предотвращает короткое замыкание цепи при погружении датчика в резервуар с водой. Поскольку уровень в ёмкости увеличивается, вода заполняет больше пространства между датчиком и коаксиальным кабелем. Это приводит к изменению средней диэлектрической проницаемости между проводниками и поэтому изменяется электрическая ёмкость датчика. Существует линейная зависимость между уровнем в ёмкости и электрической емкостью датчика.

18. датчик перепада давления или датчик уровня дифференциального давления измеряет разность давлений между верхней и нижней частями бака с жидкостью. Давление, оказываемое жидкостью, сравнивается с опорным, обычно атмосферным. Датчики такой конструкции работают только если бак открыт в атмосферу. Соединение большего давления подключается к переключателю, а низкое давление высвобождается в атмосферу. Таким образом, перепад давления – это гидростатический напор или вес жидкости в резервуаре.
19. датчик электрической проводимости (сопротивления) применяется для координатного зондирования уровня проводящих жидкостей, воды и крайне едких жидкостей. В устройстве используется источник питания с ограниченной силой тока, низкое напряжение и отдельные электроды. Для работы в материалах с меньшей проводимостью используются датчики с более высоким напряжением. Применение низких токов и напряжений делает датчики безопасными. Они просты в монтаже и эксплуатации.

21. визуальный. Простейшим измерителем уровня жидкости служат указательные стёкла. Работа указательных стекол основана на принципе сообщающихся сосудов. Указательное стекло соединяют с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением или разряжением). Наблюдая за положением уровня жидкости в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня в сосуде. Указательные стёкла снабжают вентилями или кранами для отключения их от сосуда и продувки системы. В арматуру указательных стекол сосудов, работающих под давлением, обычно вводят предохранительные устройства, автоматически закрывающие каналы в головках при случайной поломке стекла. Плоские указательные стёкла рассчитаны на давление до 2,94 МПа и температуру до 300°С. Указательные стёкла не рекомендуется применять длиной более 0,5 м. Поэтому при контроле уровня, изменяющегося больше, чем на 0,5 м, устанавливают несколько стёкол так, чтобы верх предыдущего стекла перекрывал низ последующего.
На рисунке слева направо представлены указательные стёкла проходящего света, отражённого света и несколько указательных стёкол на высоких резервуарах.
22. пьезометрический. Работа датчиков основана на принципе гидравлического затвора. Для измерения уровня используется воздух или инертный газ под давлением, который продувают через слой жидкости. Количество продуваемого воздуха обычно ограничивают диафрагмой D.
23. герконовые датчики (погружные магнитные зонды) выполняют в виде направляющей трубы с модулями язычковых герметизированных контактов, замыкаемыми или размыкаемыми магнитным полем тороидального магнита, установленного в двигающимся по направляющей трубе поплавке.
24. электродные датчики предназначены для контроля уровня электропроводных жидкостей. Посредством переменного напряжения устройства следят за изменениями сопротивлений воды между погруженными однополюсными электродами.
Конструкция датчика: один малый и два длинных электрода, закрепленные в коробке зажимов. Тот что короче — контакт верхнего уровня воды, длиннее — нижнего. С реле и схемой насоса электродный датчик уровня соединяется проводами.
Когда вода контактирует с маленьким электродом, насос выключается. При понижении уровня до длинных электродов включается.
Конструктивно различаются на:
- одностержневые. Применяются в тех ситуациях, когда бак, ёмкость или цистерна для хранения рабочей среды имеют проводящие стенки. Подобные датчики контролируют одно значение уровня.
- многостержневые. В их конструкции несколько электродов. Это позволяет отслеживать несколько контрольных точек.
25. резистивные датчики являются непрерывными. Они измеряют импеданс между двумя электродами, погруженными в жидкость или между одним электродом и электропроводящей стенкой резервуара. Изменение данного сопротивления преобразуется в изменение уровня в резервуаре.
На фото представлены датчики с двумя и одним электродом соответственно. Они состоят из:
L - уровень;
Z - импеданс;
1 - резервуар;
2 - жидкость;
3 и 4 - электроды.
26. указатель определяет уровень воды в котлах. Он состоит из:
1, 2, 4 - кран;
3 - призматический корпус;
5 - рамка;
6 - шпильки;
7 - крышка;
8 - призматическое стекло.
Призматический корпус 3 прибора кранами 4 и 2 соединён с паровой и водяной полостями котла. Между рамкой 5 корпуса и крышкой 7 шпильками 6 закреплено призматическое стекло 8. В случае замены стекла или прокладки с помощью кранов 2 и 4 указатель уровня отсоединяется от котла. В рабочем положении краны 2 и 4 должны быть открыты, а кран 1 закрыт. Для проверки исправности прибора и очистки стекла от грязи его следует периодически продувать. Продувка производится водой (при открытых кранах 2 и 1), паром (при открытых кранах 4 и 1) или одновременно паром и водой. На рамке прибора укреплены стрелки указатели высшего и низшего уровня воды в котле. Стёкла выполняют рифлеными изнутри (стекла Кринкера) для лучшего наблюдения за уровнем воды, которая при преломлении даёт темный цвет.
27. мерные стекла состоят из:
1 - объект контроля;
2, 5 - краны;
3 - цилиндрическая трубка;
4 - шкала.
Цилиндрическая трубка 3 смонтирована в специальном защищающем от повреждений корпусе. Трубка сообщается с объектом контроля 1 через краны 2 и 5. Количество жидкости в объекте определяют по шкале 4. Для более чёткого изображения границы уровня, в мерном стекле внутри его вставляют капроновый ярко окрашенный стержень. В результате этого контролируемая жидкость становится также ярко окрашенной даже при загрязнении мерного стекла.
28. дистанционный емкостный измеритель измеряет уровень в цистернах. Состоит из:
1 - металлический резервуар;
2 - проводник зонда;
Сд, Сб и С3 - конденсатор;
L1, L2 - катушка индуктивности;
L3, L4 - катушка;
VD1 - диод;
R1, R2 - резистор.
Датчик представляет собой конденсатор Сд, Одной обкладкой является поверхность стенок металлического резервуара 1, другой – поверхность проводника зонда 2, вертикально закрепленного в резервуаре. Проводник зонда помещён в герметичную изоляционную оболочку из фторопласта. Ёмкость конденсатора Сд зависит от уровня жидкости в резервуаре. Жидкость и воздух либо смесь газов над её поверхностью обладают различными диэлектрическими свойствами. Суммарная емкость Сд = С1 + С2 линейно зависит от уровня жидкости и является выходным параметром датчика.
Принцип действия измерительной части прибора основан на мостовом методе измерения емкости Сд. С блока питания БП питание подаётся на генератор высокой частоты ГВЧ. От генератора ток высокой частоты поступает в катушки индуктивности L1 и L2. От этих катушек индуцируются высокочастотные колебания в катушках L3 и L4, образующий два плеча моста переменного тока. Другие два плеча образованы конденсаторами Сб и С3. В диагональ моста подаётся переменный высокочастотный ток. Ток выпрямляется диодом VD1 и через резистор R1 идёт на миллиамперметр (показывающий прибор) mA. Шкала прибора градуирована в единицах уровня либо в процентах. Для установки стрелки на 0 при нулевом уровне жидкости в резервуаре предусмотрена подача тока на прибор в обратном направлении от БП через переменный резистор R2. Это сводит к нулю результирующий ток прибора.
При повышении уровня жидкости в резервуаре изменяется ёмкость конденсатора Сд, нарушается равновесие токов и стрелка показывающего прибора отклоняется на расстояние, пропорциональное их разности. Несоответствие показаний прибора при максимальном уровне корректируют переменным резистором R1 с последующей установкой нуля резистором R2.
29. пневмеркаторные системы широко распространены для измерения уровня жидкости в балластных и топливных системах. Состоят из:
1 - трубка;
2 - манометр;
3 - сигнализатор;
4 - дроссель;
5 - стабилизатор;
6 - труба;
7 - днище.
Роль чувствительного элемента ЧЭ измерителя выполняет вертикальная труба 6, нижним свободным концом установленная вблизи днища танка 7. Через стабилизатор 5 давления воздуха и дроссель 4 к верхнему концу трубы подводится сжатый воздух. Жидкость вытесняется из трубы воздухом, который в виде пузырьков поднимается на поверхность и отводится через трубку 1 в атмосферу. При постоянной плотности жидкости давление воздуха в трубе 6 характеризует уровень жидкости в системе. Давление измеряется манометром 2 со шкалой, градуированной в единицах уровня.
Шкала каждого прибора градуируется для определенной плотности жидкости с указанием её значения. Для измерения уровня в топливно-балластных танках прибор может быть снабжен двумя шкалами. По одной из них определяют уровень топлива, по другой – воды. Точность измерения зависит от различия плотностей жидкости, заполняющей цистерну, и той, на которую рассчитан прибор, а также от интенсивности движения потока воздуха через трубу 6.
30. радиолокационные. На схеме представлен подобный уровнемер для контроля уровня жидких металлов. Он состоит из:
1 - генератор;
2 - рупор;
3 - детектор;
4 - вторичный преобразователь;
5 - металлические стенки;
6 - футеровочные материалы
В качестве излучателя радиоволн, генерируемых генератором 1, используется рупор 2, высота раскрыва которого равна диапазону измерения. Изменение уровня среды по высоте рупора приводит к изменению прошедшей и отраженной высокочастотной энергии, вследствие чего изменяется сигнал на детекторе 3 и вторичном преобразователе 4. Для использования этого метода измерения в стенках емкости должны быть радиопрозрачные окна, в которые вставляются рупорные излучатели. При измерении уровня жидких металлов в объектах металлургии такие окна достаточно делать лишь в металлических стенках 5, так как используемые в настоящее время футеровочные материалы 6 радиопрозрачны.
31. лотовые - это электромеханические измерительные приборы для непрерывного измерения уровня или объёма заполнения в ёмкостях, силосах и цистернах.
Прибор устанавливается на крыше силоса или бункера. Чувствительный груз, закрепленный на конце ленты (троса), которая намотана на катушку с электромеханическим приводом, опускается в ёмкость. Как только чувствительный груз касается поверхности измеряемого материала, направление вращения катушки меняется на противоположное, и груз возвращается в свое исходное положение. Во время движения чувствительного груза вниз, пройденное расстояние измеряется электронно благодаря вращению катушки с лентой (тросом). Микропроцессор переводит измеренную дистанцию в аналоговый выходной сигнал, который учитывает особенности объёма и геометрии силосной конструкции. Выходной сигнал обновляется после прикосновения чувствительного груза к измеряемому материалу.
32. тепловые датчики используют эффект теплового рассеивания. При этом сигнализатор содержит чувствительный элемент, образованный двумя терморезисторами (полупроводниковыми или платиновыми термопреобразователями сопротивления), защищёнными оболочками из нержавеющей стали. Оба сенсора расположены на небольшом расстоянии друг от друга. Один сенсор (активный) содержит нагревательный элемент, который поднимает его температуру несколько выше температуры измеряемой среды. Другой сенсор (опорный сенсор) измеряет температуру среды.
На фото представлен простые тепловые сигнализаторы уровня, содержащие один термочувствительный сенсор. Он состоит из:
1 - сенсор;
2 - электронный блок.
В зависимости от условий применения сенсор 1 может быть выполнен с подогревом или без него. При контроле уровня холодных контролируемых жидких сред сенсор подогревается до температуры порядка 100-150 °С, превышающей температуру среды. Сопротивление термистора принимает минимальное значение. При совместном контакте благодаря разным коэффициентам теплопроводности жидкости и газа (изначально окружавшего термистор) температура сенсора уменьшается, и сопротивление термистора увеличивается. При контроле уровня горячих сред сопротивление обычного сенсора (без предварительного подогрева) уменьшается за счёт тепла, передаваемого горячей средой сенсору. Электронный блок 2 обеспечивает заданный режим контроля, получение управляющего выходного сигнала (разъём 3) и индикацию результата контроля.

33. дилатометрический - уровнемер, основанный на температурном изменении длины наклонной металлической трубки от высоты уровня жидкости. Наклонная металлическая трубка образует сосуд, сообщающийся с контролируемым. Уровнемер предназначен для паровых котлов и им подобных сосудов, обеспечивающих сохранение высокой температуры наклонной трубки.
34. погружные датчики имеют герметичный корпус и погружаются на кабеле до уровня дна (крепится подвесом на кабеле). Конструкция упрощает его установку и обслуживание на многих объектах промышленности, в том числе в труднодоступных местах и скважинах на большой глубине.
Подводящий кабель погружного датчика уровня, кроме электрических цепей, имеет встроенную воздушную трубку для компенсации влияния атмосферного давления на результаты измерений. Это повышает точность преобразования давления столба жидкости в цифровой или аналоговый унифицированный сигнал. Выходной сигнал погружных датчиков уровня всегда линейно пропорционален уровню заполнения резервуара и используется в различных инженерных системах автоматики, например, для управления насосами, работающими на откачку или заполнение ёмкости резервуара до нужного уровня.
Погружные датчики уровня применяются для измерения уровня природных и технологических водоемов, а также открытых (связанных с атмосферой) резервуаров для дистанционного контроля заполнения.
35. интенсиметрические используют эффект взаимодействия излучения с контролируемым веществом. Источники и детекторы излучения таких уровнемеров не смещаются относительно друг друга. Существуют точечные, протяженные источники и детекторы излучения. На их основе строятся современные датчики уровня и уровнемеры непрерывного действия.
Состоит из:
1 - поплавок;
2 - датчик ядерного излучения;
3 - источник ядерного излучения;
4 - камера с источником ядерного излучения;
5 - схема обработки сигналов;
6 - устройство индикации;
7 - протяженный датчик ядерного излучения
36. радиоинтерференционные. Состоят из:
1 - резервуар;
2 - жёсткая коаксильная линия;
3 - высокочастотный генератор;
4 - линейный детектор;
5 - фазочувствительный преобразователь;
6 - каретка;
7 - подвижная каретка.
Чувствительный элемент датчика представляет собой участок жёсткой коаксиальной линии 2, погружённый в резервуар 1 с контролируемой электропроводящей жидкостью и подключённый коаксиальным кабелем к высокочастотному генератору 3. Измерительная часть уровнемера содержит два приёмных преобразователя, жёстко закрепленных на подвижной каретке 7 с возможностью перемещения вдоль оси волновода, линейный детектор 4, фазочувствительный преобразователь 5 и устройство слежения и управления положением каретки 6.
37. эндовибраторные - прибор, измеряющий уровень жидкости бесконтактным методом. Состоит из:
1 - резервуар;
2 - датчик;
3 - высокочастотные колебания;
4, 5 - блоки;
6 - частотный дискриминатор;
7 - усилитель низкой частоты;
8 - индикация;
9 - подстраиваемый гетеродин.
Частотный датчик уровнемера представляет собой генератор высокочастотных колебаний 3. В качестве задающего контура в его электрическую схему входит резервуар 1 с жидкостью, незаполненная часть которого выполняет функцию объемного резонатора (эндовибратора). Датчик 2 устанавливается непосредственно на верхней крышке резервуара и представляет собой штыревую антенну, изолированную электрически от бака. Частота генерируемого напряжения зависит от настройки элементов задающего контура, от размеров резонатора, уровня контролируемой жидкости и от её электрических свойств.
Высокочастотное напряжение через кабель поступает на вход индикатора. Индикатор выполняется по супергетеродинной схеме с выделением промежуточной частоты в блоках 4 и 5, частотного дискриминатора 6 и схемы автоматического слежения вида «усилитель низкой частоты 7 - блок настройки и индикации 8 - подстраиваемый гетеродин 9». Входные цепи и гетеродин настраивается в соответствии с характеристикой частотного датчика и тарируется отдельно для конкретного резервуара.
О датчиках читайте на сайте “Промышленная Автоматизация”.
Купить датчик уровня можно на сайте “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.