Большинство производственных процессов во многих отраслях промышленности связаны с необходимостью точного и надежного измерения уровня рабочей среды. Потребность в этом может быть обусловлена непосредственно технологией производства, действующими стандар-тами, а также из-за соображений безопасности. С возрастанием тенденции к автоматизации технологических процессов, которая наблюдается в современном производстве, уровнемеры начинают играть все более важную роль
Сфера применения уровнемеров является чрезвычайно широкой. Они используются для измерения уровня жидкости, сыпучих и твердых веществ, находящихся под нормальным или повышенным давлением, в открытых или закрытых резервуарах. В любом случае, уровнемеры должны отображать точный уровень того или иного вещества, ведь от этого зависит качество выполнения многих технологических процессов. Кроме того, их конструкция должна быть стойкой к негативному влиянию измеряемых веществ.
На сегодняшний день существует много методов измерения уровня рабочей среды. Однако в этой статье мы рассмотрим те виды уровнемеров, которые нашли наиболее широкое применение во многих отраслях промышленности. Ими являются следующие типы:
• Электродные;
• Емкостные;
• Поплавковые;
• Магнитные;
• Визуальные.
Давайте рассмотрим более детально каждый из наведенных видов. Для примера возьмем соответствующие модели уровнемеров турецкого производителя AYVAZ.
Электродные уровнемеры
Данный вид применяется для дискретного контроля рабочей среды, используя ее электропроводность. Когда электропроводная рабочая среда достигает электрода, происходит замыкание электрической цепи, и таким образом уровнемер сигнализирует о достижении веществом некоторого уровня. Обратный процесс происходит, когда количество рабочей среды уменьшается.
К примеру, модель ELK-4 (рис. 1) имеет конструкцию, которая включает в себя четыре электрода. Таким образом, настроив их разную длину, устройство дает возможность зафиксировать четыре уровня рабочей среды. Кроме сигнализации о некотором уровне вещества, уровнемер может автоматически включать или выключать насос, который отвечает за подачу или удаление вещества из резервуара, или выполнять другую функцию.
Рис. 1. Электродный уровнемер ELK-4
Электродные уровнемеры отличаются простотой конструкции, их можно легко смонтировать и обслуживать. Единственным требованием для его надежной работы является достаточная электропроводность рабочей среды. Поэтому такие устройства находят широкое применение в паровых котлах, емкостях с водой и т. д.
Емкостные уровнемеры
В этом типе используется принцип определения емкости конденсатора, в роли которого выступает изолированный электрод и стенки резервуара, в котором он находится. Когда изменяется уровень воды, изменяется также площадь такого конденсатора, а значит и его емкость.
Рис. 2. Емкостный уровнемер КР-01
Основным отличием таких уровнемеров является возможность постоянно определять уровень рабочей среды. Ведь существует множество производственных процессов, которые требуют постоянного контроля над количеством вещества в резервуаре. Также отсутствие зависимости от электропроводимости рабочей среды делает сферу применения таких устройств очень широкой.
Поплавковые уровнемеры
Конструкция данного вида оборудования, на примере модели С-4 (рис. 3), является едва ли не самой простой из всех перечисленных. Для определения уровня жидкости используется механическое перемещение герметичного полого тела – поплавка, который находится на ее поверхности. Для передачи сигнала об изменении высоты уровня используются два двухполюсных магнита, взаимодействующих с микровыключателем, который, в свою очередь, замыкает или размыкает электрическую цепь. Обычно, поплавок устройства изготовляется из нержавеющей стали, чтобы продлить срок его эксплуатации.
Рис. 3. Поплавковый уровнемер C-4
Благодаря своей простой, но надежной конструкции, данный вид уровнемеров находит свое применение во многих сферах, где рабочая среда имеет разные характеристики. Так, например, максимальная рабочая температура для модели С-4 составляет 150°С, а рабочее давление – от 6 до 16 бар.
Поплавковые уровнемеры устанавливают в цистернах с питьевой водой, топливных баках, паро-генераторах, конденсатных баках и других резервуарах. Их применение является залогом обеспечения надежной работы соленоидных клапанов, насосов, клапанов с электроприводами, сигнальных устройств и т. д.
Магнитные уровнемеры
Чтобы рассмотреть данный тип уровнемеров, воспользуемся примером модели MG-33 (рис. 4). В конструкцию этого устройства входит мерная трубка, внутри которой содержится поплавок со встроенным магнитом. Она подключается к резервуару, поэтому уровень жидкости в трубке и резервуаре одинаковый. Магнит в поплавке влияет на магнитный указатель, который находится снаружи корпуса. Этот указатель имеет двухцветные флажки (белого и красного цвета), и, взаимодействуя с магнитом в поплавке, флажки поворачиваются. Цвет шкалы меняется, показывая, таким образом, уровень рабочей среды в емкости.
Рис. 4. Магнитный уровнемер MG-33
Уровнемеры такого типа могут использоваться для определения уровня практически любых жидкостей, за исключением нефтепродуктов, и работать в разных рабочих условиях. Так, максимальная рабочая температура для модели MG-33 составляет 200°С, а рабочее давление – до 20 бар. Поэтому их применение допустимо в паровых котлах. Также отдельные модели могут оборудоваться панелью управления, которая будут передавать сигнал 4-20 мА, позволяя интегрировать устройство с системой автоматизации производственных процессов.
Визуальные уровнемеры
Принцип работы уровнемеров со смотровым стеклом, или как их еще называют – с визуальным отсчетом, базируется на разном преломлении лучей света в жидком и газообразном состоянии рабочей среды. Данный вид уровнемеров очень часто используется в паровых котельных, где нужно оценить границу между водой и водяным паром. Соответственно, темная часть светового отражателя будет показывать уровень воды в резервуаре, а светлая – уровень водяного пара.
Рис. 5. Уровнемер со смотровым стеклом RC-11
Визуальные уровнемеры также находят широкое применение в промышленности, особенно в химической отрасли. Обычно их используют при условиях, когда рабочая температура не превышает 250°С, а рабочее давление – 16 бар. Однако, некоторые модели, например, RC-11, могут выдерживать температуру рабочей среды до 300°С, а давление – до 25 бар. Визуальные уровнемеры можно устанавливать в резервуары с практически любыми жидкостями. Исключением, как и для магнитных уровнемеров, являются только нефтепродукты.
Уровнемеры играют важную роль во всех технологических процессах на производстве, а также являются основой их автоматизации. Широкое разнообразие типов уровнемеров обусловлено, прежде всего, особенностями сферы применения. Так, каждый из них характеризируется разными условиями рабочей среды, а также отличительным показателем точности измерения.
Правильно подобранный уровнемер, с учетом всех исходных условий производственных процессов, является залогом их успешного выполнения, и, в итоге, качества изготовленной продукции. Кроме того, надежность работы уровнемера является также гарантией безопасности работников, которые обслуживают производственные процессы.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 5 637
