Тема 2.3 Измерение уровня жидкости

 

Измерение уровня жидкости играет важную роль при автоматизации процессов в системах газоснабжения. Эти измерения особенно важны, когда поддержание некоторого постоянного уровня, например, уровня воды в барабане котла, уровня жидкости в резервуаре связано с условиями безопасной работы оборудования.

Нормальная эксплуатация барабанных котлов может осуществляться только при условии строгого поддержания уровня воды в барабане в допустимых пределах.

Для измерения уровня жидкости в барабанах котлов, котлах-утилизаторах применяются дифманометры, отградуированные в единицах уровня.

Эксплуатация газонаполнительных станций вызывает необходимость в измерении уровня сжиженного газа, находящихся в резервуарах хранения. Для этого применяются устройства следующих типов: с мерным стеклом, поплавковые, электронные.

Уровень можно характеризовать как высоту заполнения технического аппарата средой.

Средства измерения уровня заполнения технического аппарата средой называются уровнемерами.

Приборы, предназначенные для сигнализации о предельных уровнях жидкости, называются сигнализаторами уровня.

 

Визуальные уровнемеры

Рис. 40. Визуальные уровнемеры

Визуальные уровнемеры- это простейшие измерители уровня жидкости К технологическому аппарату 1 через запорные вентили 2 подсоединено указательное стекло (трубка 3). Аппарат и трубка представляют собой сообщающиеся сосуды, поэтому уровень H жидкости в трубке всегда равен ее уровню в аппарате и отсчитывается по шкале.

Рис. 41. Схема визуального уровнемера

Поплавковые уровнемеры

Чувствительный элемент поплавкового уровнемера - это поплавок, находящийся на поверхности жидкости. Поплавок 1 уравновешивается грузом 3, который связан с поплавком гибким тросом 2. Уровень жидкости определяется положением груза относительно шкалы 4. Пределы измерений устанавливают в соответствии с принятыми значениями верхних (ВУ) и нижних (НУ) уровней.

Рис. 42. Схемы поплавковых уровнемеров:

а - с плавающим поплавком;

б - с тонущим поплавком

 

 

Рис.43. Уровнемер поплавковый с тонущим поплавком

Буйковый метод измерения уровня в промышленности

Рис. 44. Буйковый уровнемер

Метод определения уровня по выталкивающей силе, действующей на погруженный в рабочую жидкость буек, используют в буйковых уровнемерах. На тонущий буек действует в соответствии с законом Архимеда выталкивающая сила, пропорциональная степени погружения и, соответственно, уровню жидкости. Действие этой силы воспринимает тензопреобразователь.

 

Пьезометрический уровнемер

Пьезометрические уровнемеры основаны на принципе работы гидравлического затвора (обычно, водяного). Для измерения уровня используют воздух или инертный газ, который под давлением р продувают через слой жидкости (рх - давление над жидкостью). Количество воздуха ограничивают диафрагмой 1 или регулирующими вентилями 2 так, чтобы скорость движения его в трубопроводе была минимальна (с целью уменьшения потерь на трение). Для контроля расхода воздуха устанавливают специальные стаканчики 3. Перепад давления определяется по высоте столба жидкости h в манометре.

Рис. 45. Схема пьезометрических уровнемеров для неагрессивных (а) и агрессивных (б) жидкостей