Датчик уровня жидкостиДатчики уровня жидкости – это приборы, которые измеряют объем жидкостей. Сегодня такие устройства очень востребованы, так как в промышленности или в быту часто возникает такая проблема, когда нужно определить уровень воды, какого-либо химического состава.

Виды датчиков уровня жидкости

Все датчики уровня жидкости делятся на несколько типов, а именно на:

  • поплавковые;
  • емкостные;
  • радарные;
  • ультразвуковые;
  • гидростатические.

Самый первый тип датчиков является самым простым по конструкции и очень популярным. Чаще всего его используют вместе с электрическим реле, который представляет собой поплавок, закрепленный за лепесток контакта. Контакт замыкается, когда поплавок меняет свое положение.


Емкостные датчики изготавливаются в виде пластин, расположенных с двух сторон резервуара. Они определяют объем жидкости, когда емкость изменяется из-за распределения внутри нее определенного количества материала. В основном такие датчики используют для определения уровня сыпучих материалов.

Радарные датчики работают следующим образом. Поверхность материала получает излучение датчика и отражает его. Когда приемник ловит это излучение, то сравнивает его с первоначальным сигналом и с помощью частотного сдвига выявляет уровень жидкости в емкости.

Ультразвуковые датчики работают так же, как радарные, но с одним исключением: излучение идет от ультразвука. Таким же образом сравнивается разность сигнала, который излучается и отражается, что помогает определить уровень жидкости.

Гидростатические датчики измеряют косвенную величину, а именно давление столба жидкости, которое пропорционально объему жидкости в емкости.

Области применения датчиков уровня жидкости

Данные датчики имеют широкое применение в различных сферах.

Во-первых, они используются в сельском хозяйстве, когда необходимо измерить уровень системы полива, жидких удобрений и т.п. Также они незаменимы в пищевой промышленности, где важно контролировать все виды жидкостей (молоко, напитки, минеральную и питьевую воду и многое другое).


Во-вторых, датчики применяют в нефтехимической промышленности, чтобы держать под контролем уровень нефти, бензина, масла. В фармацевтике их используют для того, чтобы следить за производством отрасли жидких лекарств.

В-третьих, их применение необходимо в системах водоснабжения, водоотведения, а в теплоэнергетике или металлургии они нужны для контроля объема воды, жидких материалов.

manualbase.ru

Общая классификация приборов

Датчик уровня воды используется для следующих целей:

  • Для восприятия изменения количества жидкости и передачи дискретного сигнала в случае завышения максимально допустимой отметки в резервуаре на реле;
  • Для включения реле сигнализации (световой или звуковой) в главном корпусе управления;
  • Для передачи показателей уровня жидкости на табло пульта управления с отображением конкретных резервуаров;
  • Для организации замкнутой схемы системы автоматического контроля воды в резервуаре. Для этого дополнительно потребуется контроллер, электродвигатель насоса.

Возможные методы определения загруженности резервуара

Существует несколько методов измерения уровня жидкости:

  1. Бесконтактный – зачастую приборы такого типа используются для контроля уровня вязких, токсичных, жидких либо твердых, сыпучих веществ. Это емкостные (дискретные) приборы, ультразвуковые модели;
  2. Контактный – устройство располагается непосредственно в резервуаре, на его стенке, на определенном уровне. По достижению водой этого показателя датчик срабатывает. Это поплавковые, гидростатические модели.

По принципу действия различают следующие виды датчиков:

  • Поплавкового типа;
  • Гидростатические;
  • Емкостные;
  • Радарные;
  • Ультразвуковые.

Кратко о каждом виде приборов

  1. Датчик уровня жидкости поплавковый – отличается простотой конструкции, зачастую используется в сочетании с электрическим реле. Система действует просто: при достижении определенного уровня вода воздействует на поплавок. Он в свою очередь изменяет положение, замыкает контакт реле, к которому прикреплен одним концом.

Поплавковые модели бывают дискретные и магнитострикционные. Первый вариант — дешевый, надежный, а второй – дорогой, сложной конструкции, но гарантирует точное показание уровня. Однако общий недостаток поплавковых приборов – это необходимость погружения в жидкость.

Поплавковый датчик определения уровня жидкости в баке


  1. Гидростатические устройства – в них все внимание обращено на гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре. Чувствительный элемент прибора воспринимает давление над собой, отображает его по схеме для определения высоты столба воды.

Главные преимущества таких агрегатов – компактность, непрерывность действия и доступность по ценовой категории. Но использовать их в агрессивных условиях нельзя, потому как без контакта с жидкостью не обойтись.

Гидростатический датчик уровня жидкости

  1. Емкостные приборы – для контроля уровня воды в баке предусмотрены пластины. По изменению показателей емкости можно судить о количестве жидкости. Отсутствие подвижных конструкций и элементов, простая схема устройства гарантируют долговечность, надежность работы прибора. Но нельзя не отметить недостатки — это обязательность погружения в жидкость, требовательность к температурному режиму.
  2. Радарные устройства – определяют степень повышения воды путем сравнения частотного сдвига, задержки между излучением и достижением отраженного сигнала. Таким образом, датчик действует как излучатель и улавливатель отражения.

Подобные модели считаются лучшими, точными, надежными устройствами. Они обладают рядом достоинств:

  • Не имеют подвижных деталей;
  • Не контактируют с жидкой средой;
  • Не привередливы к среде, условиям функционирования;
  • Точность показателей.

К недостаткам модели можно отнести только их высокую стоимость.

Радарный датчик уровня жидкости в резервуаре

  1. Ультразвуковые датчики – принцип функционирования, схема устройства аналогичны радарным приборам, только используется ультразвук. Генератор создает ультразвуковое излучение, которое по достижению поверхности жидкости отражается и попадает через некоторое время на приемник датчика.  После небольших математических вычислений, зная временную задержку и скорость движения ультразвука, определяют расстояние до поверхности воды.

Плюсы радарного датчика присущи и ультразвуковому варианту. Единственное, менее точные показатели, более простая схема работы.

Тонкости выбора подобных устройств

При покупке агрегата обратите внимание на функциональность прибора, некоторые его показатели. Крайне важные вопросы при покупке прибора – это:

  1. Для каких веществ может использоваться прибор, условия работы, схема устройства;
  2. Влияет ли материал резервуара на точность показаний, принцип действия устройства;

  3. Используется встроенная схема обработки, преобразования сигнала, либо датчик работает как реле;
  4. Точность показаний, в том числе при быстром понижении или повышении уровня жидкости;
  5. Входит ли в комплектацию дисплей для отображения действительных показателей, регулирования заданных параметров, изменения настроек;
  6. Наличие сертификатов на продукцию;
  7. Реагирование системы на температурные перепады;
  8. Как на прибор и его точность могут влиять внешние факторы, например, вибрация, агрессивность среды или электромагнитные волны;
  9. Материал исполнения устройства и возможность его работы в заданных условиях;
  10. Собственно отзывы об агрегате, гарантии срока службы.

Варианты датчиков определения уровня воды или твердых сыпучих веществ

prokommunikacii.ru

3Датчик уровня жидкости. ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

3.1 Классификация датчиков уровня.


Датчики уровня предназначены для непрерывного измерения уровня различных сред. Применяются для измерения уровня жидких и сыпучих сред с раз­личными диэлектрическими свойствами (кроме сред вязких, кристалли­зующихся и выпадающих в осадках на электрод датчика), например: жидкости — вода, кислотные и щелочные растворы, минеральные и ра­стительные масла; гранулированные сыпучие—зерно, сахар, соль, из­вестняк, песок, гравий и др.; порошкообразные сыпучие — мел, мука, пресспорошки и др. Уровне­меры предназначены для применения в различных отраслях про­мышленности при управлении и регулировании технологических процессов.

Приборы для измерения уровня можно разделить по конструкции на шкальные приборы и бесшкальные датчики. Кроме того, по принципу измерения различаются приборы:

1) поплавковые, у которых чувствительным элементом является плавающий или полностью погруженный в измеряемую жидкость металлический поплавок (буек);

2) мембранные, у которых чувствительным элементом является мембрана и давление столба измеряемой жидкости уравновешивается упругой деформацией мембраны и пружины;

3) манометры или дифференциальные манометры (поплавковые, мембранные и др.), у которых давление, создаваемое столбом жидкости в измеряемом резервуаре и в уравнительном сосуде, уравновешивается давлением столба затворной жидкости или механизмом прибора;

4) емкостные, у которых используется изменение электрической емкости датчика при изменении уровня измеряемой среды;

5) радиоактивные, основанные на изменении протекающего сквозь объект потока излучения при изменении уровня.

И
Датчик уровня жидкостизмерение уровня вещества, находящегося в резервуаре, может быть осуществлено также косвенно, по весу резервуара с веществом.

Кроме того существую несколько групп датчиков уровня:

а) Механические( поплавковый, контактно-механические)

б) Пневматические ( барботажный)

в) Гидростатические (водомерное стекло, буйковый)

г) Тепловые (ультразвуковой, звуковой)

д) Электрические (электроконтактный, емкостной, индуктивный)

Рассмотрев разные типы датчиков уровня , и учитывая первый признак классификации.

Датчики уровня

Механические

Датчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкости
Датчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкости

Пневматические

Датчик уровня жидкости

Тепловые

Датчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкости

Электрические

Датчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкости
Датчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкости

Датчик уровня жидкости

Рисунок 3.1

2Датчик уровня жидкости.1.1 Поплавковый уровнемер

Указатели уровня предназначены для контроля уровня жидкостей, неагрессивных по отношению к нержавеющей стали 1Х18Н9Т и Ст. 3, и выпускаются четырех модификаций: УДУ-2М — для местного контроля в наземных резервуарах; УДУ-ЗМ — в подземных резервуарах; УДУ-2 для местного контроля, дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в наземных резервуарах, УДУ-3 — в подземных резервуарах.

Указатели уровня УДУ-2 и УДУ-3 работают в комплекте с пультом контроля и сигнализации . ПКС-2, который устанавливается на столе оператора.

Датчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкости

В указателях уровня УДУ металлический поплавок, плавающий на поверхности жидкости, подвешен на перфорированной ленте, охватывающей мерный шкив показывающего прибора. На оси шкива закреплена стрелка, совершающая один оборот на метр изменения уровня; вращение от оси шкива через зубчатую передачу передается на шестерню-шкалу метров, совершающую 1/14 оборота на один метр изменения уровня. Отсчет уровня в сантиметрах производится с помощью стрелки по неподвижной шкале сантиметров, а отсчет в метрах—по вращающейся шестерне-шкале метров. [2]

Рисунок 3.2

Датчик уровня жидкостиПДатчик уровня жидкостиринципиальная электрическая схема контроля и сигнализации УДУ-2

Рисунок 3.3

Для дистанционной передачи показаний и сигнализации крайних положений уровня в указателях уровня УДУ-2 и УДУ-3 к специальным приливам, расположенным на задней стенке показывающего прибора, крепится дистанционная приставка.

На схеме показаны цепи двух уровнемеров из двадцати, которые могут быть одновременно подключены к пульту. Схема сигнализации работает непрерывно, а схема контроля включается поочередным подключением дистанционных приставок к электронному мосту ЭМВ2-111А, установленному на пульте.

Перемещение одной из щеток дистанционной приставки нарушает равновесие мостовой схемы, в результате чего на вход электронного моста поступает напряжение небаланса, которое усиливается и передается на реверсивный двигатель, перемещающий реохорд и шкалу моста. Это перемещение прекратится, как только напряжение небаланса уменьшится до нуля.

При замере уровня переключателем П3 выбирается контролируемый резервуар. Далее поворотом переключателя П1 положение М измерительный мост соединяется со щеткой метров дистанционной приставки и по шкале моста

пДатчик уровня жидкостироизводится отсчет уровня в данном резервуаре в метрах; при повороте переключателя в положение СМ производится отсчет уровня в сантиметрах в пределах метра.

Кнопкой Пк производится проверка измерительного прибора. Контроль напряжения моста и цепи сигнализации осуществляется по вольтметру, переключением тумблера П2. При включении тумблера В загорается сигнальная лампа Лс работы пульта ПКС-2.

Датчик уровня жидкости

Рисунок 3.4

Визуальный указатель уровня жидкости ВУУЖ

Схема сигнализации предназначена для оповещения оператора о до­стижении уровнем заданных положений. При достижении в резервуаре одного из крайних заданных положений уровня замыкаются контакты дистанционной приставки — включается цепь реле сигнализации РС1— РС20, которое своими контактами включает через ключ К1—К20 сигнальную лампу Л1—Л20, соответствующую номеру данного (резервуара. Включение сигнальной лампы может производиться или одновременно с включением звонка Зв или без него. Ключи К1—К20 служат также для проверки работы реле, сигнальных ламп и звонка. Питание пульта ПКС-2-220/127 в, сигнальных ламп и звонка осуществляется через транс­форматор Тр с напряжением вторичной обмотки 24 в, питание реле сигнализации производится от

сДатчик уровня жидкостиухого элементаБ2 с напряжением 1,5 в.

Пределы измерения уровня — 0 – 14 м, наибольшая погрешность из­мерения: местного показывающего прибора ±6 мм, дистанционного ПКС-2—±15 мм. Диапазон предельной сигнализации—11 м; макси­мальное расстояние от датчика до пульта при сопротивлении линии не более 100 ом — 1 км; максимальная вязкость среды ВУ50=2; допустимое давление в резервуаре — 200 мм вод, ст.

Конструкция дистанционной приставки отвечает требованиям взрывобезопасности по категории М2Б.

Габаритные размеры в мм: УДУ-2 — 390X1715X355; УДУ-2М — 290X1715X150; УДУ-3 — 390X410X355; УДУ-ЗМ — 390X410 X 150; ПКС-2 —415X480X600

3.1.2 Акустические уровнемеры

Уровнемеры акустические ЭХО-3 предназначены для бескон­тактного автоматического дистанционного измерения уровня жидких сред, в том числе вязких, налипающих, неоднородных, выпадающих в осадок и взрывоопасных, а также сыпучих и кус­ковых материалов с диаметром гранул от 2 до 200 мм. Уровне­меры предназначены для применения в различных отраслях про­мышленности при управлении и регулировании технологических процессов. Уровнемеры выпускаются в обыкновенном (ЭХО-3) и взрывозащищенном исполнении (ЭХО-З-В).

Принцип действия акустического уровнемера основан на лока­ции уровня звуковыми импульсами, проходящими через газовую среду, находящуюся над контролируемой жидкостью, и явлении отражения этих импульсов от границы раздела газ — контролируе­мая среда. Мерой уровня является время распространения зву­ковых колебаний от источника излучения до контролируемой гра­ницы раздела сред и обратно до приемника.

Уровнемер состоит из акустического преобразователя (АП) и преобразователя передающего измерительного (ППИ-3). Акусти­ческий преобразователь

пДатчик уровня жидкостиредназначен для преобразования под­водимых к нему электрических импульсов в акустические и пре­образования отраженных импульсов от поверхности контроли­руемого материала обратно в электрические. Основой АП является пьезокерамический диск, работающий в режиме электроакусти­ческого источника колебаний. ППИ-3 предназначен для изме­рения преобразования времени запаздывания отраженного им­пульса относительно посланного зондирующего в выходной уни­фицированный сигнал постоянного тока 0—5, 0—20 или 4—20 мА. Преобразователь ППИ-3 имеет обыкновенное исполнение и испол­нение с искробезопасным входом и должен устанавливаться вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

В зависимости от условий эксплуатации и исполнения АП имеют пять различных модификаций: АП-3 для жидкостей и сы­пучих материалов; АП-4 для сыпучих и кусковых сред непище­вой промышленности; АП-5В, АП-6В для взрывоопасных сред; АП-7 для сильнопенящихся жидкостей. Преобразователи АП-5В и АП-6В имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты и мо­гут устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений всех классов и наружных установок.

Тип

Диапазон измерения, м

Габаритные размеры, мм

Масса, кг

АП-3

0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6

395X180X160

4

АП-4

10; 0—16; 0—20; 0—30

380X290X290

5

АП-5В

0—1,6; 0—2,5; 0—4; 0—6

350X290X290

8

АП-6В

0—1,6; 0—2,5; 0—4

250X215X270

15

АП-7

0—2,5; 0—4

6+4 (на каж­дый метр тру­бы)

Диапазоны измерения и соответствующие им типы АП приве­дены в табл. АП

уДатчик уровня жидкостистанавливают на резервуарах с контролируемой средой; ППИ-3 можно устанавливать на щитах, пультах управления, на кронштейнах. Класс точности уровнемеров 1,5.

Питание уровнемера переменным током напряжением 220 В частотой 50 Гц; потребляемая мощность 15 В·А: длина линии связи до 100 м.

Приборы предназначены для работы при температуре окру­жающего воздуха: акустический передающий преобразователь АП от —30 до +50 °С и относительной влажности до 95 %, измери­тельный преобразователь ППИ от 0 до 50 °С и относительной влажности до 85 % .

Температура измеряемых сыпучих и кусковых материалов от —50 до +120 °С, жидких сред от —40 до +155 °С.

Габаритные размеры преобразователя измерительного ППИ 80Х167Х490, масса 7,5 кг.[3]

3.1.3 Ультразвуковые уровнемеры

Уровнемеры РУМБ предназначены для дистанционного авто­матического измерения уровня жидких сред — нефтепродуктов, сжиженных газов и пр., в том числе высоковязких и коагулирую­щих, в Нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышлен­ности.

Принцип действия уровнемера основан на обратном магнитоупругом эффекте: упругая деформация, вызванная ультразвуковой волной, изменяет магнитную проницаемость стержня, которая в свою очередь (при наличии подмагничивающего поля), изменяет магнитный поток через приемную катушку. Измерение уровня сводится к измерению времени между моментами прохождения фронта ультразвуковой волны в стержне около поплавка и опору ной точки отсчета.

Уровнемер включает в себя три преобразователя: первичный промежуточный и передающий. В первичном преобразователе формируется интервал времени в виде электрического импульса длительность которого пропорциональна значению измеряемого уровня и обратно пропорциональна скорости ультразвуковой волны в стержне. В преобразователе промежуточном произво­дится измерение интервала

вДатчик уровня жидкостиремени и преобразование его в зна­чение измеряемого уровня в виде числоимпульсного кода Преобразователь передающий преобразует числоимпульсный код в де­сятичный и индицирует его на цифровом табло. В преобразователе передающем размещен также блок питания.

Первичный преобразователь в комплекте РУМБ-БК искробезопасный и предназначен для установки во взрывоопасных зо­нах помещений и наружных установок. Промежуточный преоб­разователь с входными искробезопасными цепями предназначен для установки вне взрывоопасных зон. Передающий преобразова­тель не имеет искробезопасного исполнения и устанавливается вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

Первичный преобразователь устанавливается на резервуаре с измеряемой средой, а промежуточный и передающий преобразо­ватели монтируются по месту либо в шкафах.

Уровнемеры выпускают трех типов с выходными сигналами: РУМБ-БК-М — двоично-десятичный код, ампли­туда выходных импульсов 3В соответствует «1» и 0,3 В соответ­ствует «О»; РУМБ-БК — двоично-десятичный код, амплитуда импульсов 2,4—4,5 В соответствует «1» и 0,4 В соответствует «О»; РУМБ-БК-А 0—5 мА постоянного тока. Плотность измеряемой среды от 0,5 до 1,2 г/см3.

Детали первичного преобразователя, соприкасающиеся с кон­тролируемой средой, изготавливают из материалов, устойчивых к воздействию среды не хуже, чем сталь 12Х18Н10Т и ком­паунд ЭЗК-6. .

Питание уровнемеров переменным током напряжением 220 В частотой 50 Гц. Потребляемая мощность РУМБ-БК и РУМБ-БК-М не более 100 В-А, РУМБ-БК-А — не более 150 В-А.

Уровнемеры предназначены для работы при температуре ок­ружающего воздуха: первичные преобразователи от —50 до +50°С, промежуточные и передающие преобразователи от —10 до +50 °С и относительной влажности не более 95 % .

Габаритные размеры: первичного преобразователя 236X240х Х(746 + Низм) мм, где Низм — высота измеряемого уровня; промежуточного преобразователя РУМБ-БК-М 265x138x292 мм, остальных уровнемеров 265x138x375 мм;

пДатчик уровня жидкостиередающего преобра­зователя РУМБ-БК-М — 265X138X415 мм, остальных уровне­меров 265x138x375 мм.

Масса первичного преобразователя РУМБ-БК-М и РУМБ-БК-А не более 16 кг, РУМБ-БК не более 11 кг; масса про­межуточного преобразователя не более 6,5 кг, передающего не более 10 кг.

3.1.4 Емкостные уровнемеры

Электронный емкостный индикатор уровня ИУ-2 предназначен для непрерывного дистанционного измерения уровня различных сред. При­бор применяется для измерения уровня жидких и сыпучих сред с раз­личными диэлектрическими свойствами (кроме сред вязких, кристалли­зующихся и выпадающих в осадках на электрод датчика), например: ‘жидкости — вода, кислотные и щелочные растворы, минеральные и ра­стительные масла; гранулированные сыпучие—зерно, сахар, соль, из­вестняк, песок, гравий и др.; порошкообразные сыпучие — мел, мука, пресспорошки и др. Индикатор уровня может быть использован как из­меритель раздела сред двух жидкостей с различными диэлектрическими постоянными.

В основу работы прибора положено измерение уровня по значению емкости датчика. Электронная схема прибора состоит из моста переменного тока, вспомогательные плечи которого индуктивно связаны с питающим его генератором высокой частоты. В одно из ос­новных плеч моста включен емкостный датчик, другое плечо служит для регулировки равновесия моста, т. е. для установки нуля. В измерительную диагональ моста включена постоянная нагрузка в виде высо­кочастного дросселя, с части которого снимается напряжение для показывающего и контрольного приборов. В схеме предусмотрена автома­тическая стабилизация высокочастотного напряжения, питающего мост.

Все детали генератора собраны на общем шасси, установленном в корпусе на амортизаторах. Электронный блок имеет выход на потен­циометр ЭПД или ЭПВ со шкалой от 10 до 100 мв. В качестве контроль­ного указателя уровня применен миллиамперметр магнитоэлектрической системы типа ПМС (от 0 до 1 ма),

уДатчик уровня жидкостистановленный на шасси электронного блока. Для дистанционного показания используется миллиамперметр типа М632 (от 0 до 1ма) с равномерной шкалой, разделенной на 50 рав­ных делений с цифрами от 0 до 100; промежуточные деления тариру­ются на месте потребителем. Емкостный датчик) имеет ли­той пылебрызгонепролицаемый силуминовый корпус со съемной крыш­кой. Головка датчика выполняется с резьбовым соединением для ввертывания в бункер или резервуар, в котором происходит замер уровня, и соединяется с электронным блоком ИУ-2 коаксиальным кабелем, за­ключенным в металлорукав. Емкостный датчик выбирается по табл. 1У.5 в зависимости от измеряемой среды и пределов измерения.

3.1.5 Выбор датчика уровня

После рассмотрения схем устройств можно отобрать наиболее подходящий датчик уровня. Выбор датчика уровня для данной схемы должен происходить исходя из начальных условий, особенности их работы, а также требований, предъявляемых к устройству.

Можно сразу отбросить датчики, которые предназначены для измерения уровня жидкости в открытых сосудах, а также для измерения уровня сыпучих тел. Также следует сразу же отобрать датчики, предназначенные для работы с высокой температурой. Таким образом, электрические датчики в силу своих характеристик являются непригодными для использования в схеме ректификации.

В нашей схеме можно использовать датчик уровня типа УДУ-2 или УДУ-3. Данные датчики уровня предназначены для контроля уровня жидкостей, неагрессивных по отношению к нержавеющей стали. Электрическая схема уровнемера УДУ-3 приведена на рисунке 2.3

3.2 Расчет пневматической части датчика уровня

Расчет производится с целью определения размера поплавка, при котором отталкивающее усилие было бы таким, чтобы преодолевалось сопротивление трения в шестеренчатой передаче и сопротивление трения и сопротивление вращению вала в уплотнительной муфте при малых изменениях высоты уровня жидкости в баке.

ДДатчик уровня жидкостиля определения геометрических размеров деталей уровнемера, задаваясь отдельными значениями, пользуются уравнениями:

Датчик уровня жидкости (3.1)

Датчик уровня жидкости (3.2)

Датчик уровня жидкости (3.3)

где γ2 и γ1 — углы поворота валов мерного и поплавкового барабанов, град;

d2 и d1 — диаметры мерного и поплавкового барабанов, м; (Диаметры могут быть различны. (0,1-0,5 м))

Н — максимальный измеряемый уровень в м (для данного уровнемера он составляет от 1 до 2 м);

L — максимальная длина шкалы уровнемера, м (в нашем случае 0,1 –0,5 м);

l — длина участка шкалы, характеризующая измеряемую величину, м;

h — измеряемая высота уровня жидкости относительно дна, м;

zн и zв — число зубьев соответственно нижней и верхней шестерен.

Если известна одна из величин: H или L, то по формуле (3.1) можно найти ту, которая неизвестна. Для этого необходимо знать такие константы, как число зубьев шестерен и диаметры мерного и поплавкового барабанов.

Пример:

L = 0.3 м

d1 = 0.4 м; d2 = 0.2 м

zн = 150; zв = 300

Зная эти начальные условия можно найти максимальный измеряемый уровень:

Датчик уровня жидкости

или:

H = 1,5 м

d1 = 0.2 м; d2 = 0.1 м

zн = 100; zв = 200, тогда

Датчик уровня жидкостиДатчик уровня жидкости

3.3 Модернизация устройства

Для модернизации необходимо на вход датчика уровня поставить одно из вспомогательных устройств пневмоавтоматики, так называемое реле времени. Реле времени предназначено для создания выдержки времени при включении или выключении устройств гидро- и пневмоавтоматики.

Датчик уровня жидкости

Рисунок 3.5 — Реле времени

Время выдержки определяется временем наполнения (или опорожнения) жидкостью цилиндра 2, поршень 1 которого воздействует на соответствующее устройство. Время наполнения регулируется ограничителем хода 5 или дросселем 3, изменяющим скорость протекания жидкости. Цилиндр опорожняется под действием пружины

Список литературы Датчик уровня жидкости

  1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. – Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Кошарского Б.Д. – Л.: Машиностроение, 1976.

  2. Борисов Г.С. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. – М.: Химия, 1991.

  3. Гельперин Н.И. Основные процессы и автоматы химической технологии. – М.: Химия, 1981.

  4. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Высшая школа, 1983. – 312с.

  5. Кошарский Б.Д. Справочник по приборам теплового контроля и авторегулирования для электростанций и промышленных котельных. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1964.

  6. Советский энциклопедический словарь. Гл. ред. А.М. Прохоров. – 3-е изд. – М.: Сов. Энциклопедия, 1984.

  7. Чертов А.Г. Физические величины: Справочное пособие. – М.: Высшая школа, 1990. – 335с.

studfiles.net



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.