Первичные измерительные преобразователи уровня, расхода, давления и разрежения.

Первичные измерительные преобразователи уровня. Устройства,

которые служат для контроля уровня жидкостей и твердых сыпучих

материалов или положения границы раздела двух несмешивающихся

жидкостей в различных резервуарах, емкостях и т. д., называются

уровнемерами. Для измерения уровня жидкостей чаще применяются

поплавковые, гидростатические, электрические, радиационные

уровнемеры.

Поплавковые уровнемеры. Чувствительный элемент - поплавок,

плавающий на поверхности жидкости, перемещается вверх или вниз в

зависимости от повышения или понижения уровня (рис. 2.9). Поплавок

выполняется в виде пустотелого шара или тела другой формы из металла,

стекла или цельным из пористого стекла и других легких материалов.

Показывающее устройство прибора соединено с поплавком с помощью

системы передач.

Гидростатические уровнемеры. Принцип их действия основан на

измерении давления столба жидкости в контролируемом объеме. Для

измерения уровня жидкостей в открытых и закрытых сосудах применяют

гидростатические уровнемеры с дифманометром (рис. 2.10). Пространство

над жидкостью через уравнительный сосуд соединяется с одной из камер

дифманометра. Этот сосуд заполняют жидкостью, столб которой создаст

постоянное гидростатическое давление в одной из камер дифманометра.

Высота столба жидкости Н создаст давление во второй камере

дифманометра. Таким образом, дифманометр измеряет перепад

давлений Н0 - Н, пропорциональный только уровню в объекте, а значит

шкалу дифманометра можно градуировать в единицах уровня.

Электрические уровнемеры. Простейший первичный преобразователь

электрического уровнемера представляет собой электрод (металлический

стержень или провод), расположенный в вертикальной металлической

трубе (рис. 2.11). Стержень вместе с трубой образует конденсатор.

Емкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости, так как при его

изменении от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость будет

изменяться от диэлектрической проницаемости воздуха до

диэлектрической проницаемости жидкости. Измерение электрической

емкости первичного преобразователя осуществляют измерительным

прибором.

Для повышения чувствительности приборов их электроды

устанавливают в горизонтальном положении. При измерении агрессивных

и электропроводящих жидкостей применяют емкостные датчики, трубки

которых покрыты винипластом или фторопластом.

Радиационные уровнемеры. Принцип измерения уровня этим

прибором основан на радиоактивном просвечивании контролируемого

объекта?-лучами и поглощении?-лучей при их прохождении через слой

вещества. В качестве радиоактивного вещества, испускающего?-лучи,

чаще применяют СО—60. Сосуд, в котором измеряется уровень жидкости

(рис. 2.12), располагается между источником и счетчиком радиоактивного

излучения. При понижении уровня поглощающая способность среды

уменьшается, и счетчик выдает сигнал более высокого уровня, а при

повышении — поглощающая способность возрастет и в счетчик придет

ослабленный поток радиации, в результате чего выходной сигнал счетчика

будет иметь более низкий уровень.

Первичные измерительные преобразователи расхода. Измерение

расхода на основе переменного перепада давлений — наиболее

распространенный в производственной практике метод. Он обладает

рядом достоинств, к которым следует отнести: сравнительно высокую

точность измерения; удобство и универсальность; возможность измерения

расхода веществ, находящихся при различных температурах и давлениях.

Суть метода заключается в следующем. Если в трубопроводе

установить местное сужающее устройство (рис. 2.13), то вследствие

перехода потенциальной энергии потока в кинетическую его средняя

скорость в суженном сечении повышается, в результате статическое

давление в данном сечении становится меньше статического давления

перед сужающим устройством.

Разность (перепад) давлений до и после сужающего устройства тем

больше, чем больше расход вещества, и, следовательно, может служить

мерой расхода.

Для измерения расхода методом переменного перепада давления

используются стандартные диафрагмы, сопла (рис. 2.14), сопла Вентури

(рис. 2.15).

Более сложными и совершенными сужающими устройствами являются расходомерные сопла Вентури, имеющие плавно сужающую входную

часть в виде сопла, небольшую цилиндрическую горловину и постепенно

расширяющуюся выходную часть—диффузор. Отбор большего давления

(+) производится через отверстие перед сужением трубы, а меньшего (—)

— через отверстия в ее горловине. Отверстия сообщаются с двумя

кольцевыми камерами, которые присоединяются к дифманометру.

В отличие от диафрагм сопла в силу своей конфигурации меньше

загрязняются и подвергаются коррозии. Расходомерные сопла Вентури

применяются в тех промышленных установках, где недопустимы большие

потери давления.

Дата добавления: 2015-07-15