Измерение уровня сыпучих материалов

Измерение уровня сыпучих материалов имеет ряд особенностей:

- свободная поверхность не плоская и не параллельная плоскости земли,

- относительная подвижность частиц материала ограничена и поэтому могут образовываться конусы, полости,

- нельзя использовать приборы, основанные на законе Паскаля.

Поэтому для измерения уровня сыпучих материалов используют:

- Весовой метод,

- Ультразвуковой,

- Резонансный (струна).

Весовые уровнемеры сыпучего материала применяют в случаях, когда подвеска бункера не вызывает конструктивных осложнений. Весовой метод основан на взвешивании аппарата. При этом для обеспечения линейности статической характеристики сечение аппарата должно быть одинаковым по высоте. В качестве преобразователей в этом случае можно использовать различные весовые устройства. Так, в качестве преобразователя предельного уровня, если бункер покоится на опорных пружинах, можно применять конечные выключатели. При нагружении бункера происходят сжатие опорных пружин и линейное перемещение бункера по вертикали, что обеспечивает срабатывание конечных выключателей при наполнении и опорожнении бункера. В качестве преобразователей в весовых уровнемерах можно использовать динамометрические датчики и тензометры. В первом случае измеряют давление, передаваемое на опору бункера. Это давление является функцией степени наполнения бункера материалом. Во втором случае измеряют сопротивление проводника, пропорциональное уровню материала в бункере.

Рис. Весовой уровнемер с динамометрическим датчиком

Акустические уровнемеры сыпучих сред по принципу действия и устройству аналогичны акустическим уровнемерам жидких сред, но имеют большую мощность. Классы точности 1,0; 1,5. Минимальный диапазон измерений 0 – 2,5 м, максимальный 0 – 30 м. Контролируемая среда – гранулы диаметром 2 – 200 мм.

В резонансных уровнемерах резонансные колебания возбуждаются в отрезках длинной электрической линии. Этот отрезок длинной линии — первичный преобразователь — либо выполняется в виде отдельного конструктивного элемента, помещенного в резервуар, либо его роль могут выполнять конструктивные элементы технологической установки.

 

Рис. Схема преобразователя резонансного уровнемера

 

Обычно первичный преобразователь представляет собой тонкостенную металлическую трубу с боковыми отверстиями и соосно расположенным в ней металлическим стержнем. Применение резонансных уровнемеров основывается на шунтировании элементов преобразователя, т.е. уровень эквивалентен подвижной перемычке между трубой и стержнем преобразователя. При изменении уровня изменяется длина линии, что ведет к изменению резонансной частоты преобра­зователя. Например, при заполнении преобразователя уменьшается его длина и увеличивается резонансная частота. Эта зависимость является нелинейной.