Буйковые уровнемеры. Гидростатические уровнемеры

Буйковые уровнемеры

В основу работы буйковых уровнемеров положено физическое явлении, описываемое законом Архимеда.

Чувствительным элементом в этих уровнемерах является цилиндрический буек, изготовленный из материала с плотностью, больше плотности жидкости. Буек находится в вертикальном положении и частично погружен в жидкость.

Преобразователь (электрический или пневматический) формирует выходной сигнал, который является выходным сигналом уровнемера. Движение измерительной системы происходит до тех пор, пока сумма моментов всех сил, действующих на рычаг, не станет равной нулю.

Герметизация технологического аппарата при установке в нем чувствительного элемента достигается уплотнительной мембраной. При необходимости буек может быт установлен в выносной камере, располагаемой вне технологического аппарата.

Гидростатические уровнемеры

Данный метод измерения уровня основан на определении гидростатического давления, оказываемого жидкостью на дно резервуара. Измерение гидростатического давления может осуществляться:

- датчиком избыточного давления (манометром), подключаемым на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня;

- дифференциальным манометром, подключаемым к резервуару на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью;

- измерением давления газа (воздуха), прокачиваемого по трубке, опущенной в заполняющую резервуар жидкость на фиксированное расстояние (пьезометрический метод).

Более универсальными являются схемы измерения уровня с использованием дифференциальных датчиков давления (дифманометров). С помощью дифференциальных датчиков давления можно также измерять уровень жидкости в открытых резервуарах, контролировать границу раздела жидкостей.

Рис. 2. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления

Схема измерения уровня жидкости в открытом резервуаре, находящемся под атмосферным давлением, представлена на рис. 2.

Плюсовая камера дифманометра ДД через импульсную трубку соединена с резервуаром в его нижней точке, минусовая камера сообщается с атмосферой.

В такой схеме устраняется погрешность, связанная с колебаниями атмосферного давления.

Такая измерительная схема может использоваться тогда, когда дифманометр расположен на одном уровне с нижней плоскостью резервуара. Если это условие соблюсти невозможно и дифманометр располагается ниже на высоту h1, то используют уравнительные сосуды (УС).

В последнее время широкое распространение получили датчики гидростатического давления ДГ. У них, как и у дифманометров, имеется две измерительные камеры, одна из которых выполнена в виде открытой мембраны, вторая в виде штуцера. Данный уровнемер всегда закрепляется непосредственно у дна резервуара, поэтому не имеет импульсных трубок, а значит, отсутствует необходимость в компенсации высоты импульсной трубки.

Его работа основана на принципе гидравлического затвора. Пьезометрическая трубка П размещается в аппарате, в котором измеряется уровень. Для измерения уровня используют воздух или инертный газ под давлением, который продувает через слой жидкости. Газ поступает в трубку через дроссель Д, служащий для ограничения расхода. Давление газа Р после дросселя измеряется дифманометром ДД.

В случае измерения уровня в сосудах, заполненных агрессивными жидкостями и газов обязателен непрерывный подвод воздуха или инертного газа в обе линии, подсоединяемые к дифференциальному манометру. Для наблюдения за непрерывностью на каждой лини устанавливают стеклянные контрольные сосуды КС с водяным затвором, которому видно движение воздуха или ротомеры. Количество подводимого воздуха устанавливают регулирующими вентилями РВ.