Електричні та радіоізотопні рівнеміри
В електричних рівнемірах, рівень рідини перетворюється у відповідний електричний сигнал. Із електричних рівнемірів найбільш розповсюдженими є ємнісні і омічні.
В ємнісних рівнемірах використовуються діелектричні властивості контрольованих середовищ, а в омічних – властивість контрольованого середовища проводити електричний струм.
- Ємнісний рівнемір
Перетворювачем ємнісного рівнеміра є електричний конденсатор, ємність якого залежить від рівня рідини.
Перетворювачі ємнісних рівнемірів виготовляють, в основному, циліндричного і пластинчастого типів (рис.6.12).
Рис. 6.12. Схеми ємнісних перетворювачів рівнемірів:
а) циліндричного; б) пластинчастого
В найпростішому випадку циліндричний ємнісний перетворювач (рис.6.12 а) виконаний з двох концентрично розміщених труб, а пластинчастий (рис.6.12 б) з двох паралельних пластин, між якими знаходиться рідина висотою 
.
Ємність перетворювача дорівнює сумі ємностей двох ділянок 
- тої, що знаходиться в рідині з діелектричною проникливістю 
і 
- тої, що знаходиться в повітряному середовищі з діелектричною проникливістю 
(для повітря 
).
Ємність 
(пФ) циліндричного перетворювача дорівнюватиме
(6.3)
де - рівень рідини, що вимірюється (см); 
і 
- відповідно внутрішній діаметр зовнішньої обкладки і зовнішній діаметр внутрішньої обкладки циліндричного конденсатора (см); 
- висота посудини, в якій знаходиться рідина, рівень якої дорівнює довжині обкладок конденсатора (см).
|
|
|
Ємність (пФ) пластинчастого плоскопаралельного ємнісного перетворювача дорівнює
(6.4)
де 
- відстань між пластинами (см); 
- ширина пластини перетворювача (см).
При вимірюванні рівня агресивних але неелектропровідних рідин, обкладки перетворювача виконують з хімічно стійких сплавів або покривають вініпластом чи фторопластом. Покриття обкладок тонкими плівками – ізоляторами, застосовують при вимірюванні рівня електропровідних рідин.
В якості вторинних вимірювальних приладів в ємнісних рівнемірах застосовують високочастотні вимірювальні мости.
Ємнісні рівнеміри випускають класом точності 0,5; 1,0; 2,5.
Їх мінімальний діапазон вимірювань становить від 
до 
м; тиск робочого середовища 
МПа; температура від 
до +100 
та від 100 до 250 .
- Омічні сигналізатори рівня використовують, головним чином, для сигналізації і підтримування в заданих межах рівня електропровідних рідин (кислот, лугів).
Принцип дії омічних сигналізаторів грунтується на замиканні електричного кола джерела живлення через контрольоване середовище, яке представляє собою ділянку електричного кола з відповідним омічним опором. Дані сигналізатори рівня можна застосовувати для середовищ з провідністю 
і більше.
|
|
|
Прилад представляє собою електромагнітне реле, що вмикається в коло між електродом і контрольованим матеріалом.
Схеми увімкнення релейного сигналізатора рівня (рис.6.13) можуть бути різними.
Рис. 6.13. Схеми увімкнення омічного релейного сигналізатора для контролю:
а) одного рівня; б) двох рівнів; в) двох рівнів в об’єкті з ізоляційного матеріалу; г) трьох рівнів
На рис.6.13, а показано схему увімкнення приладу в струмопровідний об’єкт. В цьому випадку для контролю одного рівня 
можна використовувати один електрод Е, одне реле 
і один провід.
При контролі двох і більше рівнів ( 
і 
- рис.6.13, б) необхідно вдвічі більше число реле і електродів 
, 
та Е1, Е2.
На рис.6.13, в показано схему, яка застосовується коли стінки резервуара неможливо використовувати в якості другого електроду.
При необхідності сигналізації про аварійний рівень, застосовують схему, наведену на рис.6.13, г (наприклад керування насосом, який відводить рідину з резервуара).
При заповненні резервуара до рівня через електрод Е2 вмикається реле і своїм контактом утворює коло живлення через електрод Е1. При цьому вмикається насос, який відкачує рідину до тих пір, поки рівень не знизиться до . Якщо рівень рідини досягне відмітки 
, то через електрод Е3 буде увімкнено реле , яке вмикатиме резервний насос в колі аварійної сигналізації. Вимкнення резервного насоса і сигналізації відбудеться при зменшенні рівня до відмітки оскільки реле своїм контактом утворює додаткове електричне коло через електрод Е1.
|
|
|
В якості електродів застосовують металеві стержні або труби і вугільні електроди.
Недоліком електродних приладів є неможливість їхнього застосування в середовищах в’язких і таких, що кристалізуються, в яких можуть утворюватися тверді осади і такі, що налипають на електроди.
- Радіоізотопні рівнеміри
Рівень рідин в закритих резервуарах можна контролювати за допомогою 
- випромінювання. Вимірювання рівня грунтується на поглинанні - променів при проходженні їх через товщу речовини. Інтенсивність - випромінювання при поглинанні його речовиною виразиться залежністю
, (6.5)
де 
- інтенсивність -променів після проходження шару речовини товщиною 
; 
- початкова інтенсивність -променів; 
- коефіцієнт ослаблення -променів, який залежить від природи і товщини шару речовини.
|
|
|
Найбільш застосовані ізотопи, що випромінюють - промені це 
і 
.
Можливі три принципові схеми радіоактивних рівнемірів (рис.6.14).
Рис. 6.14. Принципові схеми радіоізотопних рівнемірів
Схеми на рис.6.14 а і б застосовують у випадках, коли випромінювач 1 не можна розмістити в резервуарі. Схему, наведену на рис.6.14, а можна застосовувати в якості сигналізатора макси-мального або мінімального рівня (при нерухомому випромінювачі 1 і приймачі випромінювання 2).
При невеликих висотах стовпа рідини (для легких рідин до 1 м) можливо застосовувати схему, показану на рис.6.14, б.
Схему, наведену на рис.6.14, в доцільно застосовувати у випад-ках, коли в посудину можна помістити поплавок (випромінювач).
Запитання для самоконтролю
1. Схема циліндричного і пластинчастого ємнісних рівнемірів.
2. Омічні сигналізатори рівня.
3. Принципові схеми радіоізотопних рівнемірів.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 846; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!