1. Різновиди датчиків рівня рідин

Рідина - речовина, що володіє властивістю текти і приймати форму посудини, в якому воно знаходиться.

Датчики рівня рідини необхідні для контролю рівня рідин в ємностях або трубопроводах. За функціоналом датчики рівня діляться на рівнеміри й сигналізатори.

Інтерактивний підбір датчика рівня рідини

Рівнеміри - це датчики, призначені для безперервного вимірювання рівня рідин. Їх робота базується на певних фізичних принципах, завдяки яким електронний блок рівнеміра перетворює значення рівня рідини в пропорційний аналоговий сигнал або в цифровий код.

сигналізатори - це датчики, призначені для визначення заданого положення рівня (заповнення / спустошення) рідини в ємності або трубі. Такі датчики мають дискретний (релейний або транзисторний) вихідний сигнал. Як правило, спрацювання сигналізатора відбувається при блокуванні або звільнення чутливого елемента рідиною.

Залежно від поставлених завдань підбирається необхідний тип обладнання, рівнеміри або сигналізатори. Однак найчастіше використовуються обидва типи пристроїв, наприклад, для гарантованого запобігання «сухого ходу насоса», переливу рідини через край ємності або для точного дозування рідин, які використовуються в технологічному процесі.

Вибір відповідних датчиків залежить як від параметрів технологічного процесу (робоча температура, тиск та ін.), Так і від фізико-хімічних властивостей самої рідини (в'язкість, електропровідність, агресивність та ін.).

Щоб отримати оптимальне рішення вашого завдання, заповніть опитувальний лист,
і наші фахівці зв'яжуться з Вами, щоб запропонувати готову відповідь.

Завантажити опитувальний лист в PDF

Датчики рівня рідини діляться на два типи: контактні (весь датчик або його частина контактує з вимірюваним середовищем) і безконтактні (вимір відбувається без контакту з рідким середовищем). Кожен з цих типів має переваги і недоліки і знаходить своє застосування в тій чи іншій області.

Контактний тип датчиків як правило застосовується в процесах, які мають фактори, що ускладнюють роботу обладнання.

До таких факторів можна віднести:

• температури понад + 90 ° С;
• тиск понад 3 бар.

У тому числі переважно контактні датчики використовують для вимірювання рівня пінних рідин (молоко, пиво, соки, газ. Вода та ін.). З огляду на розсіювання сигналу і отримання некоректних результатів при вимір безконтактним методом, рівень рідини в високих вузьких резервуарах також рекомендовано контролювати за допомогою контактних приладів.

безконтактні датчики рівня рідин застосовуються там, де необхідно уникнути згубного впливу фізико-хімічних властивостей вимірюваної рідини. На процес вимірювання і працездатність датчика можуть впливати:

• в'язкі рідини (згущене молоко, варення, нафтопродукти, гліцерин і ін.);
• агресивні рідини (лугу, кислоти).

Хоча саме безконтактний тип датчиків рекомендований при контролі рівня агресивних середовищ і тим не менш, контактні датчики, виготовлені з нержавіючих сталей і пластиків, також застосовуються спільно з агресивними рідинами.

Всі датчики рівня рідини розрізняються не тільки за функціоналом (рівнеміри / сигналізатори), типу (контактні / безконтактні), але і найголовніше - за принципом дії.

Детальний опис кожного принципу дії, їх переваги та недоліки ви зможете знайти на сторінках нашого сайту, в цій статті зупинимося на ключових відмінностях і застосуваннях того чи іншого датчика рівня рідини.

Ємнісні датчики рівня - це економічне рішення для контролю рівня там, де не виникає спінювання і налипання середовища на датчик, а також там, де не потрібна висока точність вимірювання рівня. Як правило застосовується для вимірювання рівня рідини в невеликих резервуарах. Для харчових продуктів і агресивних середовищ рекомендовані моделі з пластиковим покриттям вимірювального зонда. Істотним недоліком є ​​висока похибка при вимірюванні рідин з низькою діелектричної проникністю (Ε = 1,5 ... 3,0), а також нездатність працювати з діелектричними рідинами.

Однак виробникам вдалося вирішити проблему виявлення рідин з низькою діелектричною проникністю і проблему визначення кордону розділу середовищ з близькими значеннями діелектричної константи. Ємнісне-частотний сигналізатор на відміну від ємнісного, завдяки RF-технології і тонкій настройці здатний детектувати слабкопровідних рідини і одночасно не реагувати на піну.

Гідростатичні рівнеміри й сигналізатори мають більш високу точність вимірювання в порівнянні з ємнісними і таку ж невисоку вартість. Тому є оптимальним вибором по співвідношенню ціна / якість. Обчислення значення рівня відбувається завдяки вимірюванню тиску стовпа рідини, тому гідростатичні датчики застосовуються в відкритих резервуарах або в закритих, але в яких тиск повітряного середовища відповідає атмосферному, в іншому випадку рівнемір видасть некоректні результати. У тому числі на визначення рівня впливає щільність рідини, для застосування гідростатичних рівнемірів необхідно бути впевненим, що її значення залишається постійним протягом всього часу вимірювання. Тому не рекомендується використовувати гідростатичний метод визначення рівня для рідин зі змінною щільністю (радіохімічне виробництво, нафтопродукти при зміні температури). Застосовуються для контролю рівня чистих і стічних вод, рідких харчових продуктів або хімічних речовин, не реагують на піну. Є фактично безальтернативним рішенням для вимірювання рівня рідини в свердловинах.

Робота байпасних рівнемірів заснована на принципі сполучених посудин, що робить процес вимірювання дуже наочним і зрозумілим. Такі рівнеміри застосовуються в невеликих резервуарах, що знаходяться під тиском з температурою робочого середовища до +250 ° С. Можуть використовуватися спільно з магнітострикційними рівнемірами, що дозволить їх інтегрувати в АСУ. Байпасні рівнеміри не слід застосовувати з в'язкими рідинами або рідинами в'язкість яких підвищується при зниженні температури, так як температура рідини в байпасній камері через теплових перемичок в сполучної арматури нижче ніж в сполучених з ним посудині.

магнітострикційні і магнітні рівнеміри відносяться до типу поплавцевих, це означає, що поплавок «лежить» на поверхні рідини і вимір рівня відбувається відносно положення цього поплавка. Такі рівнеміри відрізняються більшою точністю, особливо магнітострикційні. Їх доцільно застосовувати при комерційному обліку світлих нафтопродуктів, хімічних речовин та інших дорогих рідин. Поплавкові рівнеміри підходять для вимірювання рівня пінних рідин, проте не застосуємо з в'язкими рідинами.

Мікрохвильові рефлексні рівнеміри конструктивно складаються з електронного блоку і хвилеводу. Довжина хвилеводу повинна відповідати висоті резервуара, що обмежує застосування датчиків в високих резервуарах. З такою бідою стикаються всі датчики з аналогічною конструкцією (ємнісні, магнітні, магнітострикційні). Однак принцип дії і конструкція рефлексного датчика робить його високоточним і придатним для використання у важких умовах (висока температура і тиск), а також з пінистими і налипає рідинами. Цей вид рівнемірів можна назвати найбільш універсальним, придатними для застосування фактично з будь-якими рідинами, не залежно від тиску повітряного середовища над поверхнею рідини або діелектричної проникності середовища.

буйкові рівнеміри - це датчики для важких умов, в яких до всього іншого потрібна висока точність вимірювань. Принцип роботи буйкових рівнемірів схожий з роботою поплавцевих датчиків і заснований на використанні закону Архімеда. Деякі моделі здатні забезпечувати неперевершені результати вимірювання при температурах від -196 ° С до + 500 ° С і тиск робочого середовища до 414 атмосфер. Від сюди складається висока вартість. Як правило використовуються на нафтосховищах і в хімічній промисловості.

Мікрохвильовий радарний рівнемір - це універсальний пристрій безперервного виміру рівня рідин. Володіє всіма перевагами безконтактного методу вимірювання та відрізняється вкрай високою точністю. Застосуємо з усіма рідкими середовищами, винятком в деяких випадках може стати піна. На заваді для імпульс-радарного рівнеміра може стати газова подушка над поверхнею рідини, в такому випадку слід застосовувати FMCW-радарні рівнеміри. Найкраще застосування таких датчиків - це резервуари з повільною зміною рівня рідини, де важлива висока точність вимірювання. Недоліком може стати їх висока вартість.

Ультразвукові датчики рівня ще один безконтактний тип датчиків. За великим рахунком, саме ультразвукові датчики найбільш часто застосовуються для безконтактного контролю рівня рідини. Адже далеко не завжди важлива дуже висока точність вимірювання як у радарних датчиків, а вартість таких пристроїв в кілька разів нижче. Обмеження на застосування накладають пінисті рідини і ємності в яких утворюється газова подушка (ємності з азотною кислотою), власне, як і в випадку з імпульс-радарними рівнемірами.

Оптичні сигналізатори рівня рідин - це мініатюрні датчики, призначені для контролю рівня в невеликих ємностях і резервуарах, що знаходяться під вібрацією.

вібраційні сигналізатори або як їх ще називають «вібровілкі» врізаються в ємність на необхідних рівнях. Чутливий елемент постійно вібрує, що дозволяє використовувати датчик з в'язкими і пінистими рідинами, не боячись помилкових спрацьовувань. Такі датчики мають середню точність і вартість, щодо інших сигналізаторів.

поплавкові сигналізатори найбільш прості і економічні пристрої контролю рівня рідини і стічних вод, а також слабоагресивних рідких середовищ. Поплавкові сигналізатори діляться на два типи - це поплавкові кабельні й поплавкові магнітні сигналізатори. Відмінність полягає в тому, що кабельні мають певну довжину кабелю і занурюються в рідину через верх резервуара, а магнітні врізаються в бічну стінку ємності на необхідному рівні. Для агресивних середовищ поплавок і кабель виготовляються з різних пластиків. Як правило їх застосовують для включення / відключення насосів. Відрізняються низькою ціною і невисокою точністю.

Різновиди датчиків рівня рідин

(Подивитися картинкою)

Інформація по датчикам рівня рідини, викладена в даній статті, не є повною, а носить лише ознайомлювальний характер. Рекомендуємо прочитати додаткові статті на нашому сайті, а також підписатися на інформаційну розсилку від компанії «РусАвтоматізація». Найцікавіше ще попереду!

Щоб грамотно подборать датчик рівня рідини і купити саме під вашу задачу, зверніться до інженерів компанії «РусАвтоматізація». Вони заощадять ваш час і допоможуть уникнути помилок.