Уровнемеры

    Первичный преобразователь (ПП) устанавливается на емкость с измеряемой средой с помощью резьбового штуцера с наружной резьбой М27х1,5.

    При изменении контролируемого уровня среды поплавок с магнитной системой перемещается по звукопроводному стержню первичного преобразователя (ПП). Первичный преобразователь преобразует изменение уровня контролируемой среды в информационный сигнал (последовательность токовых импульсов), который после усиления подается на преобразователь передающий (ППР).

    ППР смонтирован на двух печатных платах, конструктивно размещенных в пластиковом корпусе настенного исполнения.

    На лицевую панель ППР выведены:  
— шестиразрядный светодиодный индикатор, служащий для индикации измеренных значений уровня, раздела сред, температуры, вычисленного объема;  
— четыре кнопки для настройки, программирования и ввода информации;  
— индикаторы "Сеть" и "Авария";  
— 4 индикатора визуальной сигнализации аварийных уровней ("Уровень 1 "..."Уровень 4").

    ППР формирует напряжения, необходимые для работы всех узлов прибора, искробезопасное напряжение питания ПП, преобразует информацию, поступающую с ПП, в стандартный токовый сигнал, пропорциональный уровню среды, обеспечивает цифровую индикацию.

    ППР обеспечивает также вычисление объема по данным градуировочной таблицы резервуара, хранение информации о настройках и калибровке в отсутствии питания и передачу информации об измеряемых параметрах по последовательному интерфейсу RS-232 или RS-485.

    Уровнемер имеет линейную возрастающую характеристику.

 
Рис.1 Габаритные и присоединительные  размеры преобразователя первичного (ПП) для измерения уровня жидкости

 
Рис.2 Габаритные и присоединительные  размеры преобразователя (ПП) для  измерения уровня двух несмешивающихся  жидких сред

 

 

 

 

 

 

 

3. Технологическая  часть.

    Кроме измерения уровня жидкости поплавковый уровнемер РУПТ-АМ  позволяет:

·   определить температуру жидких сред  с ненормированной точностью;

·  определить объем контролируемой среды в резервуаре с ненормированной точностью;

·  позволяет выводить в виде цифровой индикации один из измеренных параметров ( уровень в мм, уровеь раздела сред в мм, температура в °С, объема в единицах, указанных в градуировочной таблице) или всех перечисленных параметров по очереди;

·  обемпечить визуальную и релейную (типа сухой контакт) сигнализацию о достижении назначенных пользователем  4-х аварийных уровней среды;

·   передачу информации об измеряемых параметрах по каналу связи на верхний уровень обработки.

    Задачи, требующие измерения уровня жидких продуктов, исключительно многообразны и встречаются в различных областях техники. Измерение уровня требуется в большинстве производственных процессов; в системах экологического мониторинга и безопасности; для учета массы, расхода жидких продуктов при их хранении и транспортировке. Актуальность измерения уровня жидкостей возрастает по мере повышения степени автоматизации производственных процессов, систем контроля и учета. К характерным задачам относятся:

- в пищевой, химической и нефтехимической промышленности – измерение уровня жидких субстанций и конечной продукции в резервуарах и трубах, учет объема и массы при погрузке и выгрузке, контроль утечек, контроль аварийных ситуаций.

- на транспорте – измерение объема и массы топлива в топливных баках автомобилей, дизельных локомотивов; учет топлива и жидких реагентов в цистернах при их перевозке.

- в жилищно-коммунальном хозяйстве – определение объема канализационных стоков промышленных предприятий и населения, контроль уровня и объема воды в резервуарах насосных станций, мониторинг баланса воды предприятий, городов и поселков.

 

 

 

- в сельском хозяйстве и системах экологического мониторинга – определение уровня воды в реках, озерах, оросительных каналах для управления системами искусственного орошения, прогнозирования наводнений, проведения экологических исследований.

- в судостроении и мореплавании – контроль количества воды для бытовых, хозяйственных и технологических нужд, а также грязной (использованной) воды, измерение объема и массы топлива в топливных резервуарах, сигнализация аварийных ситуаций.

    Каждой группе задач соответствуют определенные требования к методу измерения и оборудованию. Существуют общие требования, которые необходимо выполнять при решении большинства практических задач, и специальные, предъявляемые к отдельным группам применений. Основными из общих требований являются:

- большой срок службы измерителя уровня (не менее 5–15 лет) при минимальном количестве регламентных работ;

- высокая надежность в реальных условиях эксплуатации;

- стабильная работа и плавное снижение точности при увеличении силы воздействия дестабилизирующих факторов (температуры, плотности жидкости, волнения поверхности, наклона резервуара и т.д.);

- обеспечение требуемой точности измерения уровня при работе с реальными жидкостями;

- умеренная для решаемой задачи стоимость;

- удобство эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

    Специальных требований существует большое количество в каждой области применения измерителей уровня, но наиболее значимыми из них являются:

- на транспорте – работа в условиях вибраций и наклона резервуара;

- в жилищно-коммунальном хозяйстве – работа в движущихся, сильно загрязненных жидкостях (вода, канализационные стоки);

- в сельском хозяйстве и системах экологического мониторинга – работа от автономных источников питания с возможностью передачи информации по беспроводным сетям, минимальная стоимость;

- в пищевой, химической и нефтехимической промышленности – измерение уровня с малой погрешностью, работа при наличии пыли, конденсата, пены.

    Методов измерения уровня жидких продуктов существует более двадцати. Наиболее распространенные методы, реализованные в промышленном оборудовании, показаны на рис. 1. 

 

Рис. 1. Методы измерения  уровня жидких продуктов 

 

    В волновых измерителях уровня используются эффекты, связанные с распространением электромагнитных или акустических волн в жидкости, парогазовой смеси либо в конструктивных элементах (волноводах, звуководных трубах), контактирующих со средами.

    В неволновых измерителях уровня используются иные принципы измерения уровня, основанные на изменении емкости конструктивного конденсатора, давления столба жидкости, выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело.

    Комбинированные измерители уровня сочетают в себе элементы волновых и неволновых. В магнитострикционном уровнемере уровень фиксируется поплавком, определение положения которого производится с помощью механических колебаний в звукопроводе.

    При поплавковом методе индикатором уровня служит поплавок. Для передачи информации от чувствительного элемента используются различные виды связи. Как правило, поплавок снабжен магнитом и заключен в измертельную трубу либо скользит по направляющему стержню. Магнит может влечь за собой ползунок реостата (как, например, в уровнемерах типа ВМ-26 ). Изменение сопротивления преобразуется в электрический выходной сигнал, что дает помимо визуального контроля возможность дистанционной передачи показаний и включения в систему автоматизации.

    Ряд поплавковых уровнемеров используют магнитострикционный эффект (РУПТ-А, РУПТ-АМ, ДУУ2, ДУУ4 ). При этом направляющий поплавок стержень содержит волновод, заключенный в катушку, по которой подаются импульсы тока. Под действием магнитных полей тока и двигающегося магнита в волноводе возникают импульсы продольной деформации, распространяющиеся по волноводу и принимаемые пьезоэлементом вверху стержня. Прибор анализирует время распространения импульсов и преобразует его в выходные сигналы.

    Герконовые уровнемеры (например, ПМП-062), содержат в теле направляющего стержня цепочку герконов, замыкаемых движущимся магнитом. Дискретность измерения уровня таких приборов – около 5 мм.

    Важной характерной особенностью поплавковых уровнемеров, является высокая точность измерений (+/- 1…5 мм.). Достаточно широка область применения этого метода. Метод явно неприменим только в средах, образующих налипание, отложение осадка на поплавок, а также коррозию поплавка и конструкции чувствительного элемента (ЧЭ). Температура рабочей среды: - 40…120 ºС, избыточное давление: до 2 МПа, для преобразователей с гибким ЧЭ - до 0,16 МПа. Плотность среды: 0,5..1,5 г/см3. Диапазон измерений – до 25 м. Поплавковый метод может с успехом применяться в случае пенящихся жидкостей. Типичным применением поплавковых уровнемеров является измерение уровня топлива, масел, легких нефтепродуктов в относительно небольших емкостях и цистернах в процессе коммерческого учета.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

    В заключение, следует отметить, что универсального  уровнемера, пригодного для решения существующих практических задач, нет. Несмотря на прогресс, достигнутый в последние годы в реализации волновых «бесконтактных» методов, они не являются панацеей от всех проблем, возникающих при измерении уровня жидкости из-за ряда недостатков. Поплавковые методы измерения уровня имеют большой потенциал совершенствования и остаются одними из самых востребованных в современной технике.

    Основными преимуществами  поплавковых рычажных уровнемеров  являются малое количество эксплуатационных ограничений, высокие технические характеристики и близкое к оптимальному соотношение «цена-качество».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. «Автоматизация технологически  процессов пищевых производств». Под редакцией профессора Е.Б.  Карнина. – М. «Пищевая промышленность»  1997г.

2. Нудлер Г.И., Тульчик  И.К, «Основы автоматизации производства».  – М «Высшая школа» 1976г.

3. Исаакович Р.Я. «Технологические  измерения и приборы». – М:  «Недра» 1979г.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта