Уровнемер — это специализированный измерительный прибор, используемый в промышленности для контроля и определения уровня различных сред. Он применяется для измерения как сыпучих материалов в бункерах и силосах, так и жидкостей в резервуарах, технологических аппаратах и системах хранения.
Основные типы и принципы действия
Простейшим примером уровнемера для жидкостей является водомерное стекло, работающее по принципу сообщающихся сосудов. Оно позволяет визуально контролировать уровень жидкости в закрытых емкостях.
Конструкция жидкостных уровнемеров позволяет использовать их как в открытых сосудах, так и в аппаратах, работающих под давлением. Для сыпучих материалов простейшие устройства могут представлять собой чувствительные пластины, контактирующие с поверхностью материала. Изменение уровня регистрируется и передается на вторичный прибор. Также для сыпучих сред применяются электрические емкостные и радиоактивные уровнемеры.
Гидростатические уровнемеры
Для измерений в закрытых емкостях часто используются гидростатические уровнемеры. Они оснащены дифференциальным датчиком давления, который компенсирует статическое давление в резервуаре. Измеряемым параметром является давление столба жидкости, которое прямо пропорционально её высоте. Этот метод эффективен для большинства жидкостей, однако для сред с высокой плотностью паровой фазы (например, пропана) расчет уровня требует учета дополнительных факторов.
Классификация по принципу действия
Уровнемеры для жидкостей подразделяются на несколько основных типов:
- Механические: включают поплавковые (с элементом, плавающим на поверхности) и буйковые (основанные на измерении выталкивающей силы, действующей на погруженный буек). Перемещение чувствительного элемента преобразуется в сигнал.
- Гидростатические: измеряют давление столба жидкости, уравновешивая его либо столбом жидкости в измерительной колонне, либо усилием пружины.
- Электрические: делятся на емкостные (изменение уровня влияет на емкость конденсатора-датчика) и кондуктометрические (измеряют электрическое сопротивление между электродами, один из которых может быть стенкой резервуара).
- Акустические (ультразвуковые): используют принцип отражения ультразвуковой волны от границы раздела сред (жидкость/газ).
- Радиоактивные: измеряют ослабление потока гамма-излучения при прохождении через контролируемую среду.
Функциональные возможности и современные виды
По функциональности уровнемеры могут быть:
- Приборами с визуальным отсчетом.
- Устройствами с функцией автоматической записи показаний.
- Приборами с дистанционной передачей данных по проводным линиям или радиоканалу.
- Устройствами, оснащенными системами автоматической сигнализации.
Современный рынок предлагает широкий спектр уровнемеров, включая радарные, волноводно-радарные, импульсно-радарные, а также традиционные буйковые, емкостные, ультразвуковые и гидростатические модели.
Область применения
Для непрерывного контроля уровня используются уровнемеры-указатели. Для дискретного контроля одного или нескольких заданных уровней применяются уровнемеры-сигнализаторы. Эти приборы играют ключевую роль в автоматизированных системах управления, выступая в качестве датчиков уровня для регулирования и контроля технологических процессов в различных отраслях промышленности.