ТиП. Содержание Введение Уровнемеры 1 Визуальные уровнемеры
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Содержание Введение 1. Уровнемеры 1.1 Визуальные уровнемеры 1.2 Поплавковые уровнемеры 1.3 Гидростатические уровнемеры 1.4 Дифманометрические уровнемеры 1.5 Пьезометрические уровнемеры 1.6 Электрические уровнемеры 1.7 Ультразвуковые уровнемеры 1.8 Радиоизотопные уровнемеры Заключение Список литературы Введение Для ведения технологических процессов большое значение имеет контроль за уровнем жидкостей и твердых сыпучих материалов в производственных аппаратах. Уровнемеры позволяют автоматизировать управление и контроль в технологических процессах; т.е. снизить влияние человеческого фактора, что позволяет, с одной стороны, повысить качество продукции и оптимизировать расход сырья, а, с другой, снизить требования к квалификации и опыту персонала. В промышленности и в производстве на данный момент существует ряд различных технических механизмов, позволяющих решить проблему измерения, а также контроля уровня. Оборудование для измерения уровня включают различные способы, основанные на разнообразных принципах физики. Наиболее распространенными способами для измерения уровня, позволяющие превращать значение уровня — в электрическую величину, а также перенаправлять данное значение в заданные автоматические системы управления, являются: — контактные методы (емкостный, поплавковый, гидростатический, буйковый); — бесконтактные методы (зондирование электромагнитным излучением, зондирование звуком, а также зондирование радиационным излучением).
Уровнемер — прибор, предназначенный для определения уровня содержимого в открытых и закрытых сосудах, резервуарах, хранилищах и других ёмкостях. Под содержимым подразумеваются разнообразные виды жидкостей, в том числе и газообразующие, а также сыпучие и другие материалы. Уровнемеры также называют датчиками/сигнализаторами уровня, преобразователями уровня. Главное отличие уровнемера от сигнализатора уровня — это возможность измерять градации уровня, а не только его граничные значения.[1] 1.1Визуальные уровнемерыВизуальные уровнемеры - 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.  1.2 Поплавковые уровнемерыЧувствительный элемент - 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. Значительно надежнее тонущие поплавки - массивные буйки. При изменении уровня жидкости по закону Архимеда изменяется действующая на конец рычага 2 выталкивающая сила (вес буйка 1). Соответственно изменяющийся момент сил, действующих на рычаг 2, от буйка передается через вал 5, закрепленный в донышке 7, на трубку 6 и уравновешивается моментом ее скручивания. Изменение угла скручивания трубки пропорционально величине уровня.[2]   1.3 Гидростатические уровнемерыИх действие основано на уравновешивании давления столба жидкости P в аппарате давлением столба жидкости, заполняющей измерительный прибор, или пружинным механизмом (P = Hρ, где ρ = const - плотность жидкости). При достаточно больших значениях уровня и в отсутствие избыточного давления над жидкостью в качестве уровнемера можно применять манометр с трубчатой пружиной, устанавливаемый на отметке так называемого нулевого уровня.  1.4 Дифманометрические уровнемеры Дифманометрические уровнемеры позволяют измерять уровень в открытых (атмосферное давление) или закрытых (давление либо разрежение) резервуарах. Относительно постоянный уровень жидкости в одном из колен измеритетельного прибора (дифманометра), а следовательно, и в контролируемом аппарате обеспечивается уравнительным сосудом (наполнен до определенного уровня той же жидкостью, что и в аппарате). Высота столба жидкости в другом колене дифманометра изменяется с изменением уровня в аппарате. Каждому значению уровня в нем отвечает некоторый перепад давления, обусловленный расстоянием по высоте между аппаратом и прибором. Если аппарат работает при атмосферном давлении, уравнительный сосуд размещают на отметке нулевого уровня, если под давлением - на высоте максимального уровня.  1.5 Пьезометрические уровнемерыПьезометрические уровнемеры основаны на принципе гидравлического затвора (обычно водяного). Для измерения уровня используют воздух или инертный газ, который под давлением P продувают через слой жидкости (Px - давление над ней). Кол-во 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 или ротаметры. Уровень жидкости H=(P-Px)/ρж, где ρж - плотность замыкающей жидкости в дифманометре. Перепад давления (P- Px)определяется по высоте столба жидкости H в манометре. В случае измерения уровня агрессивных жидкостей необходимо подводить воздух в обе линии, подсоединяемые к дифманометру. Пьезометрические приборы широко применяются для измерения уровня жидкости в подземных резервуарах.   1.6 Электрические уровнемерыЭлектрические уровнемеры. В них измеряемые значения уровня жидкости преобразуются в соответствующие электрические сигналы. Наиболее распространены емкостные и омические приборы. Емкостные уровнемерыЕмкостные уровнемеры. Вместе со стенками сосуда 1 электрод 2 образует чувствительный элемент - цилиндрический конденсатор, электрическая емкость которого изменяется пропорционально уровню жидкости. Емкость измеряется электронным блоком 3, сигнал из которого поступает в блок 4, представляющий собой релейный элемент (в схемах сигнализации достижения определенного уровня) или указывающий прибор (в схемах измеренного уровня).  Омические (кондуктометрические) уровнемеры.Омические (кондуктометрические) уровнемеры основаны на измерении сопротивления при замыкании электрические цепи, образованной электромагнитное реле 1, электродом 2 и контролируемой средой (уровень У) электропроводностью от 2•10-3 См/м.[3]  1.7 Ультразвуковые уровнемерыУльтразвуковые уровнемеры. В них используется явление отражения ультразвуковых колебаний (импульсов) от плоскости раздела жидкость-газ (обычно воздух). Время между моментом посылки первичного импульса и моментом возвращения отраженного импульса является функцией высоты измеряемого уровня. Эти приборы позволяют измерять уровень без контакта с контролируемой средой в труднодоступных местах.  1.8 Радиоизотопные уровнемерыРадиоизотопные уровнемеры основаны на сравнении интенсивностей потоков α- или β-излучения, проходящих выше либо ниже уровня раздела двух сред разной плотности. Применение этих приборов целесообразно в случае невозможности использовать иные уровнемеры. [4]  ПРИМЕР: Источник 1 радиоизотопов располагается с одной стороны резервуара по вертикали, а приемник 2 с другой стороны. Интенсивность излучения радиоизотопов, фиксируемая индикатором 3 будет уменьшатся при увеличении уровня. Заключение Уровнемеры успешно применяются в различных отраслях промышленности и используются для измерения уровня очень разнообразных жидких и сыпучих материалов. В настоящее время они достаточно востребованы на рынке, поэтому с ростом науки и техники появятся новые типы уровнемеров, более точных и удобных в использовании. С развитием измерительной техники, каждый метод приобретает характерный набор своих технических реализаций, которые в каждом конкретном случае имеют как преимущества, так и недостатки. Уровнемеры применяются во многих отраслях промышленности: химической и нефтехимической, нефтегазовой, целлюлозно-бумажной; фармацевтической; пищевой промышленности и производстве напитков; контроле питьевой воды и сточных вод; энергетике (плотины и гидро- и электростанции) и др. Список литературы
|