- Вступ
Вимірювальний передавач рівня рідини – це прилад, який забезпечує безперервне вимірювання рівня рідини. Його можна використовувати для визначення рівня рідини або сипучих матеріалів у певний момент часу. Він може вимірювати рівень рідини в таких середовищах, як вода, в'язкі рідини та паливо, або в сухих середовищах, таких як сипучі матеріали та порошки.
Передавач рівня рідини може використовуватися в різних робочих умовах, таких як контейнери, резервуари та навіть річки, басейни та колодязі. Ці передавачами зазвичай користуються в обробці матеріалів, харчовій промисловості та виробництві напоїв, енергетиці, хімічній промисловості та водоочисній промисловості. Тепер давайте розглянемо кілька поширених вимірювачів рівня рідини.
- Занурювальний датчик рівня
Ґрунтуючись на принципі пропорційності гідростатичного тиску до висоти рідини, занурювальний датчик рівня використовує п'єзорезистивний ефект дифузійного кремнієвого або керамічного датчика для перетворення гідростатичного тиску в електричний сигнал. Після температурної компенсації та лінійної корекції він перетворюється на стандартний вихідний струмовий сигнал 4-20 мА постійного струму. Сенсорну частину занурювального датчика гідростатичного тиску можна безпосередньо занурювати в рідину, а передавальну частину можна закріпити за допомогою фланця або кронштейна, що забезпечує зручність встановлення та використання.
Занурювальний датчик рівня виготовлений з удосконаленого дифузійного кремнієвого чутливого елемента з ізоляцією, який можна безпосередньо помістити в контейнер або воду для точного вимірювання висоти від кінця датчика до поверхні води та виводити рівень води за допомогою струму 4–20 мА або сигналу RS485.
- Магнітний датчик рівня
Структура магнітного клапана базується на принципі обхідної труби. Рівень рідини в головній трубі відповідає рівню в резервуарі. Згідно із законом Архімеда, плавучість, що створюється магнітним поплавцем у рідині, і сила тяжіння плаває на рівні рідини. Коли рівень рідини в вимірюваній ємності піднімається та опускається, обертовий поплавок у головній трубі вимірювача рівня рідини також піднімається та опускається. Постійний магніт у поплавці повертає червоно-білий стовпчик індикатора на 180° за допомогою магнітної муфти.
Коли рівень рідини підвищується, колір поплавця змінюється з білого на червоний. Коли рівень рідини падає, колір поплавця змінюється з червоного на білий. Біло-червона межа – це фактична висота рівня рідини в контейнері, що дозволяє відобразити рівень рідини.
- Магнітострикційний датчик рівня рідини
Структура магнітострикційного датчика рівня рідини складається з трубки з нержавіючої сталі (вимірювальний стрижень), магнітострикційного дроту (хвилеводного дроту), рухомого поплавця (з постійним магнітом всередині) тощо. Коли датчик працює, його схема збуджує імпульсний струм на хвилеводному дроті, і магнітне поле імпульсного струму генерується навколо хвилеводного дроту, коли струм поширюється вздовж хвилеводного дроту.
Зовні вимірювального стрижня датчика розташований поплавок, який рухається вгору та вниз вздовж нього залежно від рівня рідини. Всередині поплавця є набір постійних магнітних кілець. Коли магнітне поле імпульсного струму зустрічається з магнітним полем кільця, що генерується поплавцем, магнітне поле навколо поплавця змінюється, внаслідок чого хвилевідний дріт, виготовлений з магнітострикційного матеріалу, генерує імпульс крутильної хвилі в місці розташування поплавця. Імпульс передається назад по хвилеводному дроту з фіксованою швидкістю та виявляється механізмом детектування. Вимірюючи різницю в часі між передачею імпульсного струму та крутильною хвилею, можна точно визначити положення поплавця, тобто положення поверхні рідини.
- Датчик рівня матеріалу радіочастотної адмітанси
Радіочастотна адмітансна здатність – це нова технологія контролю рівня, розроблена на основі ємнісного контролю рівня, яка є більш надійною, точною та більш застосовною. Це вдосконалена технологія ємнісного контролю рівня.
Так звана радіочастотна адмітанс означає обернену величину імпедансу в електричному струмі, яка складається з резистивної, ємнісної та індуктивної складових. Радіочастота - це спектр радіохвиль високочастотного вимірювача рівня рідини, тому радіочастотну адмітанс можна розуміти як вимірювання адмітансу за допомогою високочастотних радіохвиль.
Під час роботи приладу його датчик формує значення адмітансу зі стінкою та вимірюваним середовищем. Коли рівень матеріалу змінюється, значення адмітансу змінюється відповідно. Блок схеми перетворює виміряне значення адмітансу на вихідний сигнал рівня матеріалу для здійснення вимірювання рівня матеріалу.
- Ультразвуковий вимірювач рівня
Ультразвуковий рівнемір – це цифровий рівнемір, керований мікропроцесором. Під час вимірювання датчик випромінює імпульсну ультразвукову хвилю, а звукова хвиля, відбита від поверхні об'єкта, приймається тим самим датчиком і перетворюється на електричний сигнал. Відстань між датчиком і об'єктом, що перевіряється, розраховується за часом між передачею та прийомом звукової хвилі.
Перевагами є відсутність механічних рухомих частин, висока надійність, простий та зручний монтаж, безконтактне вимірювання, а також відсутність впливу в'язкості та густини рідини.
Недоліком є відносно низька точність, а також можливість утворення сліпої зони під час випробування. Не дозволяється вимірювати вміст у посудинах під тиском та летких середовищах.
- Радарний вимірювач рівня
Режим роботи радарного рівнеміра рідини полягає в передачі та відбитті, а також у прийомі. Антена радарного рівнеміра рідини випромінює електромагнітні хвилі, які відбиваються від поверхні вимірюваного об'єкта, а потім приймаються антеною. Час проходження електромагнітних хвиль від передачі до прийому пропорційний відстані до рівня рідини. Радарний рівнемір рідини фіксує час імпульсних хвиль, а швидкість передачі електромагнітних хвиль є постійною, тоді можна розрахувати відстань від рівня рідини до антени радара, щоб знати рівень рідини.
На практиці існують два режими роботи радарного рівня рідини, а саме: частотно-модульований безперервний та імпульсний. Рівень рідини з частотно-модульованою технологією безперервної хвилі має високе енергоспоживання, чотирипровідну систему та складну електронну схему. Рівень рідини з радарною імпульсною технологією має низьке енергоспоживання, може живитися від двопровідної системи 24 В постійного струму, легко досягає іскробезпеки, має високу точність та ширший діапазон застосування.
- Радіокерований вимірювач рівня
Принцип роботи хвильового радіолокаційного рівнеміра такий самий, як і у радіолокаційного рівнеміра, але він надсилає мікрохвильові імпульси через кабель або стрижень датчика. Сигнал досягає поверхні рідини, потім повертається до датчика, а потім досягає корпусу передавача. Електроніка, вбудована в корпус передавача, визначає рівень рідини на основі часу, необхідного для проходження сигналу вздовж датчика та повернення назад. Ці типи рівнемірів використовуються в промислових застосуваннях у всіх галузях технологічних процесів.
Час публікації: 15 грудня 2021 р.