Уровнемеры представляют собой особые аппараты, используемые для замеров уровня разнообразных жидких и сыпучих веществ, а так же других материалов в емкостях, резервуарах и скважинах, в которых они непосредственно хранятся.
Итак, выделяют следующие виды:
Визуальные уровнемеры — это один из самых простых видов измерителей уровня. Работают такие устройства по принципу сообщающихся между собой сосудов, и таким образом следят за уровнем жидкости напрямую, например через водомерное стекло.
Уровнемеры механические — такие приборы производят замер уровня в зависимости от положения предмета (датчика) на поверхности замеряемой среды (жидкости), относительно двух точек измерений такие уровнемеры еще часто называются поплавковыми. Либо также определяется по оценке уровня жидкости, вытесненной при погружении предмета (закон Архимеда – FA = ρgV, где ρ – плотность жидкости (газа), g – ускорение свободного падения, а V – объём погружённого тела) – уровнемеры жидкостные буйковые.
Гидростатические – это такие уровнемеры, которые действуют по принципу уравновешивания давления потока или столба измеряемой жидкости и столба жидкости, которая заполняет непосредственно измерительный прибор.
Электрические уровнемеры (электроуровнемеры) промышленной специализации, которые в свою очередь можно поделить на емкостные и омические.
Акустические (ультразвуковые) уровнемеры работают по принципу измерения времени отражения звуковых колебаний от поверхности замеряемой среды (контролируемая среда) до прибора.
Визуальные уровнемеры (рис. 1) – самые простейшие измерители уровня жидкости. К технологическому аппарату 1 через запорные вентили 2 подсоединенное 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.
Поплавковые уровнемеры. Измерительной частью прибора является поплавок, находящийся на поверхности измеряемой жидкости (рис. 2, а). Поплавок 1 уравновешивается грузом 3, который связан с поплавком посредством гибкого троса 2. Уровень жидкости определяется положением груза относительно шкалы 4. Пределы измерений устанавливают в соответствии с принятыми значениями верхнего и нижнего уровней.
Более надежными в измерениях принято считать поплавки – массивные буйки, изображенные на рис. 2, б.
Рисунок 2. – Поплавковые уровнемеры: а – с плавающим поплавком; б – с тонущим поплавком
Рисунок 4. – Дифманометрические уровнемеры: измерение уровня в открытом резервуаре (а) и аппарате, работающем под давлением (б)
Пьезометрические уровнемеры действуют по принципу гидравлического водяного затвора. Для измерения уровня используют воздух или инертный газ, который под давлением продувают через слой жидкости. Количество воздуха ограничивают диафрагмой или регулирующей арматурой так, чтобы скорость движения его в трубопроводе была минимальна (с целью уменьшения потерь на трение). Пьезометрические уровнемеры обширно используются для замеров уровня жидкости в подземных резервуарах или определенного рода скважинах.
Электроуровнемеры (уровнемеры электрические) преобразуют замеренные данные об уровне в определенные электрические сигналы. Из уровнемеров такого типа широко известными являются емкостные и омические приборы.
Емкостные 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 (рис. 6б) работают по принципу сопротивления при замыкании электрической цепи, образованной электромагнитным реле 1, электродом 2 и контролируемой средой (уровень У) электропроводностью от 2•10~3 См.
Рисунок 6. – Электрические уровнемеры: а – емкостный; б – омический
Рисунок 7. – Ультразвуковой уровнемер: 1, 2 – генераторы, соотв., управляющий и импульсов; 3 – пьезоэлектрический излучатель; 4 – усилитель импульсов; 5 – измеритель времени; 6 – вторичный прибор.
Ультразвуковые уровнемеры (рис. 7). Используют принцип отражения ультразвуковых колебаний (импульсов) от плоскости раздела жидкость-газ (обычно воздух). Отрезок времени между моментом посылки первичного импульса и моментом возвращения отраженного импульса является функцией высоты измеряемого уровня. Подобные аппараты могут производить необходимые замеры уровня без непосредственного контакта с контролируемой средой, а так же в труднодоступных и иных местах.
Уровнемеры для сухих и сыпучих веществ обладают рядом особенностей. Основным отличием сыпучих материалов от жидкостей является неравномерная передача давления на дно и стенки емкости в зависимости от уровня в ней контролируемого вещества. Простейшие уровнемеры для сыпучих материалов выполняются с чувствительными элементами, соприкасающимися с поверхностью вещества. Изменение уровня дистанционно передается на вторичный измерительный прибор.
Среди перечисленных видов наиболее, обширно распространены лотовые уровнемеры (рис. 8). В них зонд (лот) 5 и груз 7 подвешены на блоке храпового колеса 4. Зонд периодически приподнимается с помощью управляемого пневматическим генератором импульсов пневматического мембранного привода 2 (воздействующего на колесо через собачку 3) и опускается на поверхность сыпучего материала 6 под действием силы тяжести. Если уровень не изменяется, датчик поднимается и опускается постоянно на одно и то же расстояние. При понижении уровня материала зонд (датчик) опускается на большее расстояние, чем поднимается, и соответственно наоборот. Уровнемер должен работать так, чтобы при изменении уровня в заданных пределах давление сжатого воздуха на выходе прибора изменялось от 20 до 100 кПа. С выхода пневмопреобразователя 8 воздух подается на вторичный прибор. Лотовые уровнемеры позволяют измерять уровень до 20 м. В меньшей степени для измерения залегания уровня сыпучих материалов применяют также поплавковые, массовые, электрические (емкостные) и радиоизотопные уровнемеры.
ООО ПК «Империя» предлагает так же ознакомиться с уровнемерами для измерения уровня воды в скважинах и других не агресивных жидкостей:
Отгрузка в любой регион РФ, Казахстан и страны СНГ. Лучшие цены.
Подробности у менеджеров компании по тел (343) 213-88-89, e-mail: pk-imperia@mail.ru
С вопросом: «Каким образом произвести замеры уровня воды в скважине, колодце или емкости?» — сталкиваются многие специалисты как в гидрогеологической, строительной, производственной сфере, так и обычные люди в быту.