Электрические уровнемеры

В электрических уровнемерах уровень жидкости преобразуется в какой-либо электрический сигнал. Наиболее распространены емкостные и омические уровнемеры.

Работа емкостных уровнемеров основана на том, что диэлектриче- ская проницаемость водных растворов солей, кислот и щелочей отличается от диэлектрической проницаемости воздуха либо водных паров.

Принципиальная схема емкостного уровнемера показана на рис.5.11.

В сосуд с жидкостью, уровень которой необходимо измерить, опу- щен преобразователь, представляю- щий собой электрический конденса- тор, емкость которого зависит от уровня жидкости. Преобразователи выполняют цилиндрического и пла- стинчатого типов, а также в виде жесткого стержня. Цилиндрический емкостной преобразователь выпол- нен из двух или нескольких концен- трично расположенных труб, между

 

Рис.5.11. Емкостный уровнемер:

1, 2 - электроды;

3-электронный блок

которыми находится слой жидкости высотой h. Емкость преобразователя равна сумме емкостей двух участков

- погруженного в жидкость с ди-

электрической проницаемостью ε;ж и находящегося в среде с диэлектриче-

ской проницаемостью ε;ср (для воздуха ε;ср=1).

Емкость цилиндрического емкостного преобразователя равна:

C = C + C

= 0.24

ε жh + εср

(H − h)

,

h H − h

lg(D / d)

где D и d - наружный и внутренний диаметр труб преобразователя, Н –

высота емкости; h – измеряемый уровень.

При измерении уровня агрессивных, но неэлектропроводных жидко- стей обкладки преобразователя выполняют из химически стойких сплавов или покрывают тонкой антикоррозионной пленкой, диэлектрические свой- ства которой учитывают при расчете. Покрытие обкладок тонкими плен- ками применяют также при измерении уровня электропроводных жидко- стей.

Омические уровнемеры используют главным образом для сигнали- зации и поддержания в заданных пределах уровня электропроводных жид- костей. Принцип их действия основан на замыкании электрической цепи источника питания через контролируемую среду, представляющую собой участок электрической цепи с определенным омическим сопротивлением. Прибор представляет собой электромагнитное реле, включаемое в цепь между электродом и контролируемым материалом. Схемы включения ре- лейного сигнализатора уровня могут быть различны в зависимости от типа объекта и числа контролируемых уровней. На рис. 5.12, а показана схема включения прибора в токопроводящий объект. В этом случае для контроля одного уровня h можно использовать один электрод, одно реле и один про- вод. При контроле двух уровней h 1 и h 2 (рис. 5.12, б) их требуется уже по

два.

 

 

а) б)

Рис. 5.12. Омические сигнализаторы уровня:

а – одного уровня; б – двух уровней.

1 – электрод; 2 – электромагнитное реле; 3 –источник питания

 

В качестве электродов применяют металлические стержни или трубы и угольные электроды (агрессивные жидкости).

Основной недостаток всех электродных приборов – невозможность их применения в средах вязких, кристаллизующихся, образующих твердые осадки и налипающих на электроды преобразователей.