- Въведение
Предавателят за измерване на ниво на течности е инструмент, който осигурява непрекъснато измерване на нивото на течности. Той може да се използва за определяне на нивото на течности или насипни твърди вещества в определен момент. Може да измерва нивото на течности в среди като вода, вискозни течности и горива или сухи среди като насипни твърди вещества и прахообразни вещества.
Предавателят за измерване на ниво на течности може да се използва в различни работни условия, като контейнери, резервоари и дори реки, басейни и кладенци. Тези предаватели се използват често в промишлеността за обработка на материали, хранително-вкусовата промишленост, енергетиката, химическата промишленост и пречистването на вода. Сега нека разгледаме няколко често използвани измервателни уреди за ниво на течности.
- Потопяем сензор за ниво
Базирайки се на принципа, че хидростатичното налягане е пропорционално на височината на течността, потопяемият сензор за ниво използва пиезорезистивния ефект на дифузен силициев или керамичен сензор, за да преобразува хидростатичното налягане в електрически сигнал. След температурна компенсация и линейна корекция, той се преобразува в стандартен токов изходен сигнал 4-20mADC. Сензорната част на потопяемия предавател за хидростатично налягане може да се постави директно в течността, а предавателната част може да се закрепи с фланец или скоба, което го прави много удобен за инсталиране и употреба.
Потопяемият сензор за ниво е изработен от усъвършенстван дифузен силициев чувствителен елемент тип изолация, който може да се постави директно в контейнер или вода, за да измери точно височината от края на сензора до повърхността на водата и да изведе нивото на водата чрез ток 4 – 20mA или RS485 сигнал.
- Магнитен сензор за ниво
Структурата на магнитния клапан е базирана на принципа на байпасната тръба. Нивото на течността в главната тръба е съобразено с това в резервоара. Съгласно закона на Архимед, плаваемостта, генерирана от магнитния поплавък в течността, и гравитационният баланс се движат върху нивото на течността. Когато нивото на течността в измервания съд се покачва и спада, въртящият се поплавък в главната тръба на нивомера за течност също се покачва и спада. Постоянният магнит в поплавъка задвижва червено-бялата колона в индикатора, за да се завърти на 180° чрез магнитната свързваща платформа.
Когато нивото на течността се повиши, поплавъкът променя цвета си от бял на червен. Когато нивото на течността спадне, поплавъкът променя цвета си от червен на бял. Границата между бяло и червено е действителната височина на нивото на течността в контейнера, за да се реализира индикацията за нивото на течността.
- Магнитостриктивен сензор за ниво на течност
Структурата на магнитостриктивния сензор за ниво на течност се състои от тръба от неръждаема стомана (измервателен прът), магнитостриктивен проводник (вълноводен проводник), подвижен поплавък (с постоянен магнит вътре) и др. Когато сензорът работи, неговата верига възбужда импулсен ток върху вълновода и около него се генерира магнитно поле на импулсния ток, когато токът се разпространява по него.
Извън измервателния прът на сензора е разположен поплавък, който се движи нагоре и надолу по него в зависимост от нивото на течността. Вътре в поплавъка има набор от постоянни магнитни пръстени. Когато магнитното поле на импулсния ток се срещне с магнитното поле на магнитния пръстен, генерирано от поплавъка, магнитното поле около поплавъка се променя, така че вълноводен проводник, изработен от магнитострикционен материал, генерира торсионен вълнов импулс в позицията на поплавъка. Импулсът се предава обратно по вълноводен проводник с фиксирана скорост и се открива от механизма за откриване. Чрез измерване на времевата разлика между предавания импулсен ток и торсионната вълна, позицията на поплавъка може да бъде точно определена, т.е. позицията на повърхността на течността.
- Сензор за ниво на материала с радиочестотна адмитанс
Радиочестотната адмитанс е нова технология за контрол на нивото, разработена от капацитивен контрол на нивото, която е по-надеждна, по-точна и по-приложима. Това е подобрена технология за капацитивен контрол на нивото.
Така наречената радиочестотна адмитанс означава реципрочната стойност на импеданса в електричеството, който се състои от резистивен компонент, капацитивен компонент и индуктивен компонент. Радиочестотата е радиовълновият спектър на високочестотен измервател на ниво на течности, така че радиочестотната адмитанс може да се разбира като измерване на адмитанс с високочестотна радиовълна.
Когато инструментът работи, сензорът му формира стойността на адмитанса със стената и измерваната среда. Когато нивото на материала се промени, стойността на адмитанса се променя съответно. Блокът на схемата преобразува измерената стойност на адмитанса в изходен сигнал за нивото на материала, за да осъществи измерването на нивото на материала.
- Ултразвуков нивомер
Ултразвуковият нивомер е цифров нивелир, управляван от микропроцесор. При измерването, импулсната ултразвукова вълна се изпраща от сензора, а звуковата вълна се приема от същия сензор, след като се отразява от повърхността на обекта, и се преобразува в електрически сигнал. Разстоянието между сензора и тествания обект се изчислява по времето между предаването и приемането на звуковата вълна.
Предимствата са липса на механично подвижни части, висока надеждност, лесен и удобен монтаж, безконтактно измерване и не се влияят от вискозитета и плътността на течността.
Недостатъкът е, че точността е сравнително ниска и тестът лесно може да има слепи зони. Не е позволено да се измерват съдове под налягане и летливи среди.
- Радарен нивомер
Режимът на работа на радарния нивомер е предаване и отразяване на приемане. Антената на радарния нивомер излъчва електромагнитни вълни, които се отразяват от повърхността на измервания обект и след това се приемат от антената. Времето на електромагнитните вълни от предаването до приемането им е пропорционално на разстоянието до нивото на течността. Радарният нивомер регистрира времето на импулсните вълни, а скоростта на предаване на електромагнитните вълни е постоянна. Тогава разстоянието от нивото на течността до радарната антена може да се изчисли, за да се знае нивото на течността.
В практическо приложение има два режима на радарно нивомер за течности, а именно честотно модулирана непрекъсната вълна и импулсна вълна. Нивомерът за течности с честотно модулирана непрекъсната вълнова технология има висока консумация на енергия, четирипроводна система и сложна електронна схема. Нивомерът за течности с радарна импулсна вълнова технология има ниска консумация на енергия, може да се захранва от двупроводна система от 24 VDC, лесен за постигане на собствена безопасност, висока точност и по-широк обхват на приложение.
- Нивомер с насочена вълна
Принципът на работа на радарния нивомер с насочена вълна е същият като този на радарния нивомер, но той изпраща микровълнови импулси през кабела или пръта на сензора. Сигналът достига повърхността на течността, след което се връща към сензора и накрая достига корпуса на предавателя. Електрониката, интегрирана в корпуса на предавателя, определя нивото на течността въз основа на времето, необходимо на сигнала да премине през сензора и да се върне отново. Тези видове нивомерни предаватели се използват в промишлени приложения във всички области на технологичните процеси.
Време на публикуване: 15 декември 2021 г.