Добавить инструкцию

Датчики измерения уровня жидкостей и их классификация

30.06.2016

Для получения информации об уровне какой-либо жидкости, находящейся в ёмкости, используются специальные измерительные средства – датчики уровня, иначе «уровнемеры».

Многообразие типов датчиков измерения уровня, объясняется тем, что различные контролируемые жидкости имеют различные свойства, и для измерения их уровня в уровнемерах используются принципы действия, основанные также на различных физических методах, в зависимости от контролируемой жидкости.

Самое большое распространение в промышленной автоматике получили следующие виды датчиков уровня:

  • поплавковые;
  • буйковые;
  • гидростатические;
  • пьезометрические;
  • ёмкостные.

Далее рассмотрим их немного по подробнее…

Поплавковый датчик уровня

Это такой уровнемер, в основу действия которого положен принцип измерения перемещения плавающего поплавка, который своего рода «отслеживает» уровень жидкости, на поверхности которой он находится. Датчики измерения уровня поплавкового вида не годятся для контроля уровня вязких жидкостей ввиду залипания поплавка, из-за покрытия его поверхности вязкой средой. Примером таких жидкостей могут служить – мазут, дизельное топливо, жидкие смолы. А при контроле уровня в криогенных жидкостях, ввиду происходящего кипения её верхнего слоя, поплавок начинает вибрировать, что также в свою очередь приводит к недостоверным результатам при измерении уровня.

Уровнемеры поплавкового типа, чаще всего находят применение для контроля уровня жидкости в открытых и больших резервуарах, а также и в резервуарах закрытого типа, но с низким давлением. Используемая при этом, для передачи информации о перемещении поплавка, магнитная связь даёт отличную возможность для:

  • упрощения конструкции уровнемера в целом, что положительно сказывается на его стоимости;
  • надёжно герметизации передающего вывода в измерительный блок;
  • существенное повышение надёжности всей конструкции;
  • контроля уровня жидкостей в резервуарах, где она находится под давлением.

Буйковый датчик уровня

Представляет собой такой уровнемер, действие которого основывается на принципе измерения перемещений буйка или же действующей на него силы гидростатического давления. В отличие от выше описанного поплавка, буёк не находится на поверхности контролируемой жидкости, а полностью погружён в неё, но при этом, в зависимости от уровня жидкости, перемещается под её поверхностью.

Датчики измерения уровня буйкового типа чаще всего используются при проведении измерений уровня однородных жидкостей, в том числе и агрессивных, но не имеющих свойств прилипания к буйкам и которые могут находиться под высоким рабочим давление, достигающим 32 МПа, и довольно большом температурном диапазоне: -200…+600 градусов по Цельсию. Их основной особенностью является возможность контролировать уровень границы раздела двух жидкостей.

К недостаткам датчиков уровня жидкости буйкового типа можно отнести:

  • невозможность их использования для измерения уровня жидкостей, которые обладают свойствами адгезии к буйку;
  • зависимость точности измерения уровня от температуры и плотности контролируемой жидкости;
  • ограниченность их применения для контроля диапазонов уровней, с разбросом более 16 метров.

Гидростатический датчик уровня

Такой уровнемер работает по принципу измерения напоромером или манометром гидростатического давления, которое зависит от высоты уровня жидкости.

Применяются обычно такого вида датчики измерения уровня для контроля за незагрязнёнными и неагрессивными жидкими средами, которые находятся под воздействием только лишь атмосферного давления. При необходимости контроля уровня жидких агрессивных сред, вкупе с ними применяются специальные разделительные устройства.

К недостаткам датчикам уровня жидкости гидростатического типа можно отнести:

  • погрешность измерения, возникающую при изменении плотности контролируемой жидкости.

Пьезометрический датчик уровня

В основе действия такого уровнемера лежит принцип преобразования гидростатического давления жидкой среды в давление воздуха, который поступает от стороннего источника и барботируется проходя через слой контролируемой жидкости.

К достоинству датчика уровня такого типа относится то, что:

  • чувствительный элемент уровнемера не находится в прямом контакте с контролируемой жидкостью, а «считывает» гидростатическое давление через воздух.

К недостаткам пьезометрический датчика уровня жидкости относится:

  • характерная погрешность при измерении уровня жидкости, ввиду возникающих изменений её плотности.

Ёмкостной датчик уровня

Представляет собой такой уровнемер, который функционирует на разнице диэлектрической проницаемости жидкой среды и воздуха, так как по мере погружения электродов ёмкостного уровнемера в контролируемую жидкую среду, между электродами происходит изменение ёмкости пропорционально измеренному уровню в резервуаре с жидкостью.

В заключение следует отметить, что промышленной автоматике существуют и иные виды уровнемеров, как-то, например, магнитострикционные, акустические, вибрационные и радиоизотопные, хотя они и так широко распространены, чем рассмотренные выше.

Возврат к списку