Меню

Приборы кипиа для измерения уровня



Классификация приборов измерения уровня

Для измерения уровня жидкостей применяются специальные средства измерений – уровнемеры.

Многообразие типов уровнемеров, принцип действия которых основан на различных физических методах, объясняется разнообразием свойств измеряемых жидкостей. Наибольшее распространение в промышленном использовании получили следующие виды уровнемеров: буйковые, пьезометрические, гидростатические, поплавковые, и ёмкостные.

Буйковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на изме-рении перемещения буйка или силы гидростатического давления, действующей на буёк.

Буёк в отличие от поплавка не плавает на поверхности жидкости, а погружён в жидкость и перемещается в зависимости от её уровня. Буйковые уровнемеры наиболее часто применяются для измерения уровня однородных, в том числе агрессивных, жидкостей, находящихся при высоких рабочих давле-ниях (до 32 МПа), широком диапазоне температур (от –200 до +600С) и не обладающих свойствами адгезии (прилипания) к буйкам.

Главной особенностью буйковых уровнемеров является возможность измерения уровня границы раздела двух жидкостей.

Недостатком буйковых уровнемеров являются зависимость их точности от плотности и температуры измеряемой среды, ограниченность использования для больших (свыше 16 м) диапазонов измерения уровней жидкостей и жидкостей обладающих адгезией к буйку.

Пьезометрический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на преобразовании гидростатического давления жидкости в давление воздуха, подаваемого от постороннего источника и барботирующего через слой жидкости.

У этого уровнемера чувствительный элемент не находится в непосредственном контакте с измеряемой средой, а воспринимает гидростатическое давление через воздух, что является его достоинством. Для пьезометрических уровнемеров также характерна погрешность измерения из-за изменения плотности измеряемой среды.

Гидростатический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении манометром или напоромером гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты её уровня. Уровнемеры этого вида обычно используют для измерения неагрессивных, незагрязнённых жидкостей, находящихся под атмосферным давлением. Для измерения уровней агрессивных сред используют специальные разделительные устройства.

Недостатком гидростатических уровнемеров является погрешность измерения при изменении плотности жидкости.

Поплавковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на из-мерении перемещения поплавка, плавающего на поверхности жидкости (поплавок как бы отслеживает уровень жидкости).

Поплавковые уровнемеры не пригодны для вязких жидкостей (дизельного топлива, мазута, смол) из-за залипания поплавка, обволакивания его вязкой средой. При измерении уровня криогенных жидкостей из-за кипения верхнего слоя возникает вибрация поплавка, что приводит к искажениям результатов измерения. Наиболее часто поплавковые уровнемеры используют для измерения уровней в больших открытых резервуарах, а также в закрытых резервуарах с низким давлением. Применение магнитной связи для передачи перемещения поплавка позволяет герметизировать вывод передачи в измерительный блок, упростить конструкцию, повы-сить надёжность, измерять уровень в резервуарах под давлением.

Ёмкостной уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на раз-личии диэлектрической проницаемости жидкости и воздуха. В связи с этим по мере погружения электродов датчика уровнемера в жидкость изменяется ёмкость между ними пропорционально уровню жидкости в резервуаре.

Менее распространены акустические, магнито-стрикционные, радиоизотопные, вибрационные уровнемеры.

Источник

Уровнемеры. Часть 1

Сегодня речь пойдет о средствах измерения с говорящим названием — уровнемеры. То есть это датчики которые измеряют уровень веществ в емкости или сосуде.

На сегодняшний день, на большинстве промышленных предприятий, имеются различные емкости, резервуары и сосуды. И для того, что бы контролировать состояние уровня в них применяются уровнемеры. Ведь переизбыток или отсутствие в емкостях веществ, необходимых для производства, может привести к аварийным ситуациям. В основном с помощью уровнемеров измеряются уровни различных жидкостей и сыпучих веществ.

Виды уровнемеров:

Самым первым уровнемером в мире была обычная палка, с помощью которой определяли глубину в водоемах, различных открытых емкостях и тд. Но в процессе использования, для получения более точной информации, к этой палке добавили шкалу — вот так появился на свет метрошток!

Это модифицированный метрошток. Принцип измерения тоже очень простой. Это рулетка, в самом начале которой закреплен груз. Применяется в основном для измерения уровня в резервуарах большой высоты, а так же для сравнения фактических показаний с показаниями электронных измерителей уровня.

3. Визуальный уровнемер.

Уровнемер, принцип действия которого основан на свойстве сообщающихся сосудов. В измерительной колонке, которая соединена с сосудом будет такой же уровень жидкости, как и в самом сосуде. На колонке находится водомерное стекло и нанесена шкала. Уровень измеряется по месту — визуально.

Читайте также:  Что такое тарировка средств измерений

Один из самых известных и распространенных видов уровнемеров. Состоит из зонда, внутри которого находится герконовая лента, и поплавка внутри которого находится магнит. При работе поплавок, при изменении уровня, совершает движение по зонду, (замыкая/размыкая контакты герконов), изменяя выходной сигнал. Данный прибор бывает с аналоговым (4-20мА) и дискретным выходом. Так же существуют поплавковые уровнемеры, с несколькими поплавками, для контроля разделения жидкостей в емкости(например нефть и вода). Используются для жидкостей.

Спасибо за внимание!

Если вам понравилась статья, жмите палец вверх и подписывайтесь!

Источник

Приборы КИПиА: контрольно измерительные приборы и автоматика

Вступление про приборы КИПиА

Всё, что человек не может увидеть, измерить, проконтролировать лично можно измерить и контролировать измерительными приборами. Более того, можно автоматически управлять самыми разнообразными технологическими процессами с помощью оборудования автоматики. Общепринятое название средств измерения и приборов автоматизации технологических процессов и производства — приборы КИПиА (КИП и А).

Оборудование КИП и А

Начнём разговор с оборудования приборов и автоматики, имеющих отношения не только к промышленности, но и домашнему быту. Это приборы котельного оборудования. Как мы понимаем, котельная может отапливать многоквартирный дом, а может отапливать один частных дом.

Котельная автоматика

Важное оборудование КИП и А для автоматического управления котлами отопления, самого разного уровня, от дачного, до промышленного. Котельная автоматика включает оборудования необходимое для работы отопительных котельных в автоматическом и полу автоматических режимах.

Характерными примерами данного оборудования являются: Управляющие блоки, устройства автоматического розжига, различные типы горелок. Контрольные приборы за пламенем, за розжигом, приборы для регулирования температуры (ручные и автоматические) и давления в котлах. Всевозможные клапаны систем отопления.

Большой выбор приборов КИПиА известных отечественных и зарубежных производителей вы найдёте на сайте https://www.kip72.ru/, компании Алетейя салон автоматики».

Приборы КИПиА

Пожалуй самый большой каталог электротехнических приборов — это каталог КИПиА (контрольно измерительные приборы и автоматика). В него можно включить все измерительные, контролирующие, управляющие вручную и автоматически приборы и оборудование. Детальное перечисление всех приборов КИПиА займёт не десятки печатных страниц.

Однако познакомится с основными типами приборов и оборудованием КИПиА необходимо. Посмотрим на их основные виды используемые, чаще в промышленности.

Для измерения температуры и её регулирования в различных средах (термометр, тепловизор, термопара, и т.п.)

Измерение давления и его регулирования (манометр, датчики и реле давления/напора/тяги, регуляторы и калибраторы давления).

Приборы измерения расхода (счётчики воды/пищевых жидкостей/промышленных и бытовых стоков/паров/горючего/вязких сред, тепловые и электрические счётчики, бесконтактные датчики).

Приборы измерения уровня (уровнемеры различного типа, сигнализаторы и регуляторы уровней).

Измерительные приборы электрических параметров

Данный вид кипа используются, как в промышленности, так и в строительстве и даже быту. Все приборы и необходимое оборудование, используемое для всевозможных измерений параметров электрических сетей (напряжение, ток, частота, омическое сопротивление) относятся к электроизмерительным приборам.

По применению данный вид кипа может быть стационарным или переносным. Например, измерительные клещи явно переносной прибор. Вольтметр установленный в электрический щит — прибор стационарной установки.

Лабораторная контрольно-измерительная аппаратура

В эту группу кипа относим всё, что специалисты используют в своих лабораторных измерениях: осциллографы, оптические приборы, генераторы сигналов и т.п.

Приборы КИПиА контроля

В эту группу относим все приборы и аппаратуру применяемые для исследований жидких, газообразных сред и твёрдых тел. Например, зонды и газоанализаторы, приборы слежения за состоянием атмосферы, замерщики плотности среды, различные измерители влажности. Так же большая группа приборов, называемых, приборы не разрушающего контроля (дефектоскопы, измерители вибрации, замерщики толщины и т.п.)

Приборы КИПиА автоматизации

Собственно, приборы автоматизации различных технологических процессов — это базовое ядро всех КИПиА. Всё из чего собирают щиты и ящики автоматики в этой группе. Блоки питания, различные датчики и контроллеры, релейные устройства, операторский интерфейс.

Электрическое оборудование

Почти ни один прибор не работает без электричества. Поэтому в отдельную группу выделили всё электрическое оборудование. Группа перекрёстная, но всё же к ней относят:

  • Трансформаторы;
  • Стабилизаторы;
  • ИБП;
  • Измерители омического заземления.
Читайте также:  Как измерение внутричерепное давление

Трубопроводная арматура

На промышленных предприятиях, где присутствует направленное движение жидких и газовых сред, не обойтись без разнообразной запорной и регулирующей аппаратуры, часто работающей в автоматическом или полуавтоматическом режимах.

Оборудование сетей низкого напряжение

Более близкая домашнему хозяину группа КИПиА, в которую входят всем знакомые УЗО, кнопки, кнопочные посты, автоматические выключатели, реле.

Заключение

Приборы КИПиА используются в самых разных областях промышленности, её традиционных, передовых и высокотехнологических сферах. Есть применение приборы КИП и А в быту и домашнем строительстве. Даже в ремонте квартиры мы используем приборы кипа не обращая на это внимания.

Источник

Приборы для измерения уровня

Для измерения уровня жидкостей применяются специальные средства измерений – уровнемеры. Многообразие типов уровнемеров, принцип действия которых основан на различных физических методах, объясняется разнообразием свойств измеряемых жидкостей.

Наибольшее распространение получили следующие виды уровнемеров:

1. Уровнемеры с визуальным отсчетом;

2. Буйковые и поплавковые уровнемеры;

3. Гидростанические уровнемеры;

4. Пьезометрические уровнемеры;

5. Дифманометрические уровнемеры;

6. Радиоактивные уровнемеры;

7. Акустические и ультразвуковые уровнемеры;

8. Емкостные уровнемеры.

Уровнемер с визуальным отсчетом — уровнемер, основанный на визуальном измерении высоты уровня жидкости. Уровень жидкости измеряют в стеклянной трубке, сообщающейся с контролируемым сосудом в нижней, а иногда и в верхней части, или же при помощи прозрачной вставки, помещенной в стенке контролируемого сосуда, например, барабанно-парового котла

Буйковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения буйка или силы гидростатического давления, действующей на буек (силы Архимеда).

Буек в отличие от поплавка не плавает на поверхности жидкости, а погружен в жидкость и перемещается в зависимости от ее уровня.

Буйковые уровнемеры наиболее часто применяются для измерения уровня однородных, в том числе агрессивных, жидкостей, находящихся при высоких рабочих давлениях (до 32 МПа), широком диапазоне температур (от –200 до +600 °С) и не обладающих свойствами адгезии (прилипания) к буйкам.

Главной особенностью буйковых уровнемеров является возможность измерения уровня границы раздела двух жидкостей.

Недостатком буйковых уровнемеров являются зависимость их точности от плотности и температуры измеряемой среды, ограниченность использования для больших (свыше 16 м) диапазонов измерения уровней жидкостей и жидкостей, обладающих адгезией к буйку.

Пьезометрический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на преобразовании гидростатического давления жидкости в давление воздуха, подаваемого от постороннего источника и барботирующего через слой жидкости.

У этого уровнемера чувствительный элемент не находится в непосредственном контакте с измеряемой средой, а воспринимает гидростатическое давление через воздух, что является его достоинством.

Для пьезометрических уровнемеров также характерна погрешность измерения из-за изменения плотности измеряемой среды.

Гидростатический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении манометром или напоромером гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты ее уровня.

Уровнемеры этого вида обычно используют для измерения неагрессивных, незагрязненных жидкостей, находящихся под атмосферным давлением.

Для измерения уровней агрессивных сред используют специальные разделительные устройства.

Недостатком гидростатических уровнемеров является погрешность измерения при изменении плотности жидкости.

Поплавковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения поплавка, плавающего на поверхности жидкости (поплавок как бы отслеживает уровень жидкости).

Поплавковые уровнемеры не пригодны для вязких жидкостей (дизельного топлива, мазута, смол) из-за залипания поплавка, обволакивания его вязкой средой.

При измерении уровня криогенных жидкостей из-за кипения верхнего слоя возникает вибрация поплавка, что приводит к искажениям результатов измерения.

Наиболее часто поплавковые уровнемеры используют для измерения уровней в больших открытых резервуарах, а также в закрытых резервуарах с низким давлением.

Применение магнитной связи для передачи перемещения поплавка позволяет герметизировать вывод передачи в измерительный блок, упростить конструкцию, повысить надежность, измерять уровень в резервуарах под давлением.

Дифманометрический уровнемер — гидростатический уровнемер, в котором гидростатическое давление измеряют при помощи дифференциального манометра. Часто используется для измерения уровня в емкостях под избыточным давлением.

Читайте также:  Измерение животных индексы телосложения

Акустический уровнемер — уровнемер, основанный на зависимости интенсивности поглощения или времени распространения акустических колебаний от высоты уровня жидкости или сыпучего вещества

Ультразвуковой уровнемер — акустический уровнемер, работающий на звуковых колебаниях высокой частоты

Емкостной уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на различии диэлектрической проницаемости жидкости и воздуха.

В связи с этим по мере погружения электродов датчика уровнемера в жидкость изменяется емкость между ними пропорционально уровню жидкости в резервуаре.

Остановимся на некоторых типах уровнемеров подробней.

Уровнемеры буйковые

Настройка уровнемеров на заданные пределы измерения проводится с помощью грузов путем имитации гидростатической выталкивающей силы, соответствующей верхнему пределу измерений.

Расчетное значение давления, соответствующее верхнему пределу измерений,

Расчет массы грузов для буйковых уровнемеров:

для раздела фаз

где d – диаметр буйка испытываемого уровнемера, см; Hmax – верхний предел измерения уровня жидкости, см; ρж – плотность измеряемой жидкости, г/см3; ρ н.ж, ρ в.ж — плотности соответственно нижней и верхней измеряемой жидкости в случае измерения уровня раздела фаз, г/см3.

Пьезометрические уровнемеры.

В пьезометрических системах измерения уровня для продувания через трубку помещенную в жидкость, дозированного расхода воздуха. Принцип действия этого регулятора основан на автоматическом поддержании постоянного перепада давления на дросселе, в результате чего обеспечивается постоянный расход воздуха через этот дроссель.

Принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня в открытом резервуаре представлена на рисунке 2, а, б, в, г.

На рисунке 2, д показана принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением. Для исключения влияния давления в резервуаре на показания прибора, измеряющего уровень жидкости, применяется дифференциальный метод измерения с двумя регуляторами расхода. От одного регулятора расхода воздух подается в пьезометрическую трубку, от другого в верхнюю часть резервуара над жидкостью. Разность давлений в трубках, пропорциональная уровню жидкости, измеряется дифманометром.

В системах измерения нижний конец пьезотрубки должен находится на нижнем контролируемом уровне жидкости, но не ниже 80 мм от дна резервуара.

Расход воздуха устанавливается минимальным, чтобы перепад давления на пьезотрубке был возможно меньшим, так как это определяет погрешность измерения пьезометрическим методом.

Минимальный расход воздуха обеспечивается постоянным, без запаздывания, выходом воздуха из пьезометрической трубки при изменениях уровня. Обычно расход воздуха принимается равным 0,1 – 0,2 м3/ч.

Если пренебречь перепадом давления на пьезометрической трубке, то уровень в резервуаре

где Р – давление на манометре М или перепад давления на дифманометре; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

В случае, когда измеряется уровень в резервуаре, находящемся под избыточным давлением, давление питания регулятора расхода воздуха, подающего воздух в пьезотрубку, должно быть:

где Ризб – избыточное давление, кПа; Нмаксρg – максимальное гидростатическое давление столба жидкости, кПа.

Рисунок 2. Обвязка пьезометрических уровнемеров.

На рисунке 2, е показан пример обвязки и монтажа пьезометрического уровнемера с подачей промывочной воды в защитную трубу. В этом случае защищается от «обрастания» нижний конец пьезотрубки, который оказывается в зоне промывочной воды и не контактирует с измеряемой жидкостью.

Гидростатические датчики уровня.

Схемы обвязки и работы гидростатических датчиков уровня представлены на рисунке 3, причем правая обвязка применяется при измерении уровня жидкости в емкости, находящейся под избыточным давлением.

Рисунок 3. Обвязка гидростатических уровнемеров.

В этом случае импульсная трубка, идущая к минусовой полости чувствительного элемента, прокладывается от места отбора давления с уклоном в верх, а в нижней части устанавливаются отстойный сосуд и разделитель мембранный РМ.

Рисунок 4. Измерение уровня в котле (100% — 4 мА/0,2 кгс/см2, 0% — 20 мА/1 кгс/см2)

Очень хорошо себя показал данный принцип измерения уровня на очень сложной позиции при измерении уровня воды в котле (рисунок 4). Обвязка при этом не классическая, а на оборот т.е. на плюсовой отбор подается отбор с верней точки котла (импульсная трубка при этом должна быть заполнена водой), на минус с нижней, и задается обратная шкала прибора (на самом приборе или вторичном оборудовании).

Источник