Ультразвуковые и акустические уровнемеры.




Емскостные, акустические и ультразвуковые уровнемеры. Уровнемеры для сыпучих тел.

Емкостные уровнемеры.

Их действие основано на изменении емкости конденсатора находящегося в сосуде с жидкостью. Конденсаторы в таких уровнемерах м/б выполнены цилиндрического или пластинчатого типа.

Цилиндрические конденсаторы представляют собой 2 концентрично расположенные трубы, а пластинчатые несколько расположенных пластин. Емкость складывается из суммы 2х участков: погруженного в жидкость и находящегося над жидкостью: C = k(εЖh + εC(H-h)).

ε - диэлектрическая проницаемость. k – коэффициент зависящий от конструкции конденсатора. H – высота конденсатора, h – уровень жидкости. Из этой формулы можно найти h – уровень жидкости.

Для фиксации изменения емкости применяют резонансные и мостовые схемы. При резонансном методе конденсатор включают || индуктивности и создается резонансный контур. Любое изменение емкости приводит к резонансу.

“недостаток”: возможно оседание твердых частиц и появится новая диэлектрическая проницаемость загрязнений.

 

Ультразвуковые и акустические уровнемеры.

Они позволяют измерять уровень без непосредственного контакта с измеряемой средой. Принцип действия основан на отражении сигнала от границы 2х сред (отражение со стороны воздушной среды). В ультразвуковых используется принцип отражения со стороны жидкости, а в акустических-газовой среды.

Схема акустического уровнемера.

τ = 2(H-h)/aв – время прохождения сигнала.

aв=0,33 км/с – скорость распространения акустических колебаний в воздухе.

1 – генератор импульсов, кот. задает частоту повторения импульсов

2 – формирователь импульсов

3 – пьезоэлемент (если дать ток, то он изменит размеры)

4 – усилитель преобразователь

5 – блок формирования временных интервалов

6 – вторичный прибор

Сигнал формируется в 1 поступает в 2, где он формируется в импульсы и направляется на пьезоэлектрический преобразователь, который создает ультразвуковые колебания. Далее через усилитель отраженный сигнал поступает в блок 5, кот. определяет время движения сигнала. Время на вторичном приборе переводится уровень жидкости.

При ультразвуковом измерении пьезоэлемент находится на дне и aв =1,5 км/с.

“+” простота, “-”: возникновение эхо.


 

Уровнемеры для сыпучих сред.

Особенность измерения УСС вызвана: неоднородность веществ в объеме, связанная с наличием пространства между твердыми частицами, заполненного газом, ограниченная подвижно­сть частиц из-за действия сил трения и сцепления между части­цами, результатом чего является отсутствие горизонтальной плоско­сти раздела газ — материал.

Простейшими по принципу действия уровнемерами являются массовые, основанные на взвешивании бункера вместе с заполняющим его материалом. В качестве преобразователя может быть использована гидравлическая мессдоза, которая служит опорой одной из лап бункера. Мессдоза пред­ставляет собой стальной корпус с поршнем, на который опирается лапа бункера. Поршень давит на герметизирующую металлическую мемб­рану. Внутренняя полость корпуса (под мембраной) заполнена жид­костью и соединена с манометром. Давление жидкости в системе мессдоза-манометр равно силе тяжести бункера с материалом, делен­ной на площадь поршня. Манометр градуируется в единицах массы или уровня. Погрешность таких уровнемеров достигает ±10%.

В массовых уровнемерах вместо мессдозы могут применяться и бо­лее совершенные магнитоупругие преобразователи, обеспечиваю­щие более высокую точность измерения (их погрешность не более ±5 %). Основной элемент таких преобразователей — металлический чувствительный элемент, магнитная проницаемость которого изме­няется при упругой механической деформации. Магнитоупругие преобразователи устанавливаются под опоры бункера и включаются в схему неуравновешенного моста, выходной сигнал которого зави­сит от степени деформации преобразователя, т.е. от количества материала в бункере.

Из всех электрических методов измерения уровня наиболее применимым является емкостный метод. Это объясняется как простотой конструкции емкостного преобразователя, так и малой чувствительностью их к неоднородностям. Как правило, преобразо­ватели применяются одноэлектродными в виде зондов или изолиро­ванных тросов, вторым электродом является стенка бункера или вспомогательный электрод. Основной недостаток таких уровнемеров — разрушение изоля­ционного покрытия преобразователя, налипание материала, зависи­мость показаний от изменения электрических свойств материала, вызванного, например, изменением его состава или влажности.

Специфическим уровнемером для сыпучих материалов является лотовый.

Чувствительным элементом таких уровнеме­ров представляет массивное тело — лот 1, подвешенное на гибком тросе 2. В начале цикла измерений лот зафиксирован в предельном верхнем положении. Цикл измерения уровня начинается с момента растормаживания лота, при этом под действием собственного веса лот начинает опускаться. В этот же момент сигнальным устройст­вом 3, реагирующим на натяжение троса, включается отсчетное уст­ройство 4, регистрирующее смещение лота относительно первона­чального предельного положения. В момент касания лотом поверх­ности натяжение троса уменьшается и сигнальное устройство от­ключает отсчетное устройство, одновременно включая механизм подъема лота 5, возвращающее лот в исходное положение, после че­го цикл измерения повторяется. Показания отсчетного устройства позволяют определить текущее значение уровня. Перед началом следующего цикла измерения показа­ния отсчетного устройства должны быть сброшены. По такой схеме рабо­тает уровнемер сыпучих тел УСТ-2 (пределы измерения 0...25 м, основная относительная погрешность ±2,5 %).

Возможен бесконтактный вариант лотового уровнемера. В схеме такого уровнемера чувствительный элемент — лот не касается поверхности материала, а при любом уровне удерживается на определенном расстоянии от поверх­ности.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-08-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: