- Поплавкові рівнеміри й сигналізатори, поплавковое реле рівня Поплавкові засоби вимірювань рівня набули...
- Мембранні і митників сигналізатори
- Засоби вимірювання рівня сипучих матеріалів
- Визначення рівня порошків і інших сипучих матеріалів
- Діафрагмові реле рівня
- Ротаційне реле рівня з лопаткою
- реле нахилу
- Ємнісні реле рівня
- Вібраційні реле рівня
Поплавкові рівнеміри й сигналізатори, поплавковое реле рівня
Поплавкові засоби вимірювань рівня набули широкого поширення в зв'язку з простотою їх конструкції і досить високою точністю. Основними елементами поплавцевих засобів вимірювання рівня є поплавок, передавальний механізм і відліковий або реєструючий пристрій. При зміні рівня рідини поплавок переміщується разом з нею на всьому діапазоні вимірювання.
Існує багато конструктивних рішень перетворювачів. В основному це сигналізатори рівня з механічним зв'язком поплавця і вимірювальної схеми, причому зв'язок може бути як гнучкою (нитка, трос, стрічка), так і жорсткої (важіль, рейка). При використанні поплавцевих рівнемірів з гнучким зв'язком надзвичайно ускладнене вимір рівня в посудинах, що працюють під тиском або вимагають герметичності, так як при виведенні гнучкого елемента через сальниковий вузол виникають значні опору, що ведуть до погрішностей вимірювання рівня. У цих випадках краще застосування рівнемірів з магнітною зв'язком поплавця і вимірювальної схеми.
Для вимірювання рівня однорідних, які не випадають в осад, що не кристалізуються рідин в різних технологічних резервуарах призначене поплавковое реле рівня і електричні сигналізатори рівня.
Принцип дії сигналізатора рівня (рис. 1) заснований на залежності положення поплавця, що знаходиться в вимірюваної середовищі від її рівня. При зміні рівня рідини змінюється положення поплавця 5, пов'язаного з постійним магнітом 4. Аналогічний постійний магніт 3 розміщений в герметичному алюмінієвому корпусі. Завдяки магнітній зв'язку магнітів, орієнтованих однойменними полюсами відносно один одного, це переміщення управляє контактним пристроєм 2 через герметичну стінку. При досягненні рідиною верхнього граничного положення нормально закритий контакт розмикається, а нормально відкритий замикається.
Конструктивно сигналізатор складається з поплавця 5 з магнітом 4 закріпленим на осі кронштейна 6, розміщеного в литому корпусі 1. У сигналізатора рівня (див. Рис. 1, б) магніт 4 і поплавок 5 взаємодіють один з одним за допомогою упорів 7 (магніт і поплавок незалежно кріпляться на осі 8, але магніт жорстко пов'язаний з кронштейнами 9). У сигналізатора рівня (див. Рис. 1, в) поплавок 5 взаємодіє з магнітом 4 за допомогою регульованих по висоті планок 10, розташованих на гнучкому тросі, натягнутому противагами 11. Похибка спрацьовування не перевищує ± 3 мм.
Електричні рівнеміри й сигналізатори
До електричних методів вимірювання рівня відносять: електроконтактні, кондуктометрические і ємнісні. У загальному випадку зміна рівня перетворюється за допомогою первинного вимірювального перетворювача в електричний сигнал, вимір якого здійснюється приладами загальнопромислового призначення.
Електроконтактні сигналізатори рівня працюють за принципом визначення місця замикання контактів (чутливого елемента) електричної електропровідною ланцюга - рідиною при зміні її рівня. Внаслідок простоти конструкції і високої точності електроконтактні сигналізатори рівня набули найширшого розповсюдження.
Схеми простих електроконтактних сигналізаторів і реле контролю рівня води наведені на (рис. 2). Застосування таких сигналізаторів обумовлюється величиною струму в їх ланцюга і значенням перехідного опору контрольованої рідини в ланцюзі: сигнальний електрод Е1 - рідина - стінка ємності (електрод Е2).
У виробничих умовах застосування електроконтактних сигналізаторів рівня обмежується внаслідок одного їх істотного недоліку: у зв'язку з забрудненням ізолятора 1 електрода (викликаним випаданням осаду на ньому, смачиваемостью, корозією електрода і іншими причинами) виникає струм витоку, який призводить до появи «паразитного» провідності від сигнального електрода Е1 на постійний електрод Е2 по забрудненого ізолятора, тобто паралельно опору рідини (див. рис. 2, а) підключається опір ланцюга струму витоку Ry. При досить малому значенні Ry в ланцюзі виникає струм, який викликає помилкове спрацьовування реле рівня води або його помилковий неповернення при зниженні рівня.
Одним з ефективних методів зменшення струму витоку є установка на ізоляторі I (див. Рис. 2, б) електрода, так званого "охоронного кільця" - кільцевого металевого електрода 2, до якого підводиться напруга тієї ж полярності, що і на обмотку реле рівня рідини , тобто протилежний по відношенню до сигнального електрода. У цьому випадку опір ланцюга витоку Ry замикається практично всі через гілку Rd, тобто помилкові спрацьовування виключаються. Сигналізатори за такою схемою особливо незамінні при контролі рівня пінних рідин, коли шар піни над рівнем рідин некерований і може досягати будь-якого значення.
Мал. 1. Схеми електроконтактних сигналізаторів рівня:
а - прямого включення; б - з "охоронним кільцем"; в - з "обривом бази" транзистора
Мал. 2. Принципова схема сигналізатора (один канал)
З метою зменшення робочого струму спрацьовування сигналізатора (і підвищення рівня безпеки) досить часто застосовують схему, показану на рис. 2.в, де використовується ефект "обриву" бази транзистора. Застосування таких схем (незважаючи на відверто підкупливу простоту) викликає серйозні заперечення, так як при зниженні рівня нижче електрода Е1 транзистор найчастіше виходить з ладу через некерованості відбуваються в ньому процесів при обриві бази.
Сигналізатор складається з релейного блоку і трьох датчиків, виконаних з нержавіючої сталі.
Електрична схема блоку (рис. 3) складається з трьох транзисторних релейних каскадів і єдиного блоку живлення.
Для забезпечення опору спрацьовування 5000 Ом (перший діапазон) контактний датчик підключають до контакту Ia. З метою зменшення помилкових спрацьовувань при забрудненні датчика передбачена можливість підключення датчиків через контакти 2а, при якій опір спрацьовування знижується до 700 Ом. Принципова схема особливих пояснень не потребує. Похибка сигналізації рівня ± 5 ММ, при цьому напрузі змінного струму на електродах не більше 7B. Датчики можуть бути встановлені і вертикально, і горизонтально.
Принципово нових рішень у інших типів електроконтактних сигналізаторів практично немає, в основному відмінності стосуються конструктивного характеру або застосовується мікроелементної бази.
Мембранні і митників сигналізатори
Мембранні сигналізатори рівня призначені для сигналізації граничних рівнів сипучих неслёжівающіхся матеріалів в бункерах. Сигналізатор кріпиться в стінці бункера (через "вікно", відповідне контрольованому рівню). Зусилля тиску сипучого матеріалу впливає на гнучку мембрану з жорстким центром і через шарнірно встановлену на 'скоба металеву пластину на перемикач. Датчики розташовуються тільки на вертикальній стінці.
Митників (контактно-механічні) сигналізатори рівня працюють за принципом відхилення під дією сипучеrо матеріалу, що надходить в ємність, чутливого елемента (пластинки або поплавка, виконаного у вигляді маятника з шарнірної або гнучкою підвіскою) і eгo впливу на контактний або безконтактний перемикач.
Засоби вимірювання рівня сипучих матеріалів
Вимірювання рівня сипучих середовищ в ємностях різної форми і розмірів при автоматизації технологічних процесів в харчовій промисловості - більш складне завдання, ніж контроль рівня рідких середовищ. Це пов'язано з тим, що сипучі матеріали при заповненні та спорожнення ємностей не мають горизонтальної поверхні, а утворюють укоси в результаті тертя і деякого зчеплення між частинками сипучого матеріалу. Тиск сипучих середовищ на дно і стінки ємності непропорційно висоті рівня, так як на сипучі матеріали не діє закон Паскаля. Більшість сипучих матеріалів (особливо сіль, цукор, борошно і аналогічні їм) при зберіганні втрачають сипучість, тобто мають властивість злежування. Крім того, вони можуть прилипати до поверхонь ємностей і чутливим елементам перетворювачів рівня, що в поєднанні зі злежується призводить до зависання матеріалів на похилих і в деяких випадках на вертикальних площинах. Абразивність деяких сипучих матеріалів (зерна, солі та ін.) Викликає підвищений знос датчиків рівня, що встановлюються в бункерах, а кускові матеріали можуть викликати їх механічні пошкодження. Ряд сипучих матеріалів (борошно, сіль, концентровані корми, сірка та ін.) Утворює в ємностях зважену, легко займисті, а при певних умовах і вибухонебезпечний пил. Тому електричні рівнеміри можуть застосовуватися тільки у вибухобезпечному виконанні.
Різноманітність умов вимірювання і характеристик сипучих середовищ визначає велику номенклатуру приладів для вимірювання рівня сипучих матеріалів: механічні, контактно-механічні й поплавкові, гідростатичні і електричні, ультразвукові та ін. Необхідно відзначити, що ряд вище розглянутих приладів вимірювання рівня рідких середовищ можна успішно використовувати для вимірювання рівня сипучих матеріалів. Однак випускаються серійно прилади контролю рівня сипучих матеріалів не забезпечують вирішення всього різноманіття завдань, що виникають при впровадженні АСУ ТП харчової промисловості.
Визначення рівня порошків і інших сипучих матеріалів
Є багато типів технологій з використанням релейного перемикання. Так для визначення рівня порошку та інших сипучих матеріалів є безліч способів. З випуском компанією Proximity Controls серії TFLS (настроюється вібраційне реле рівня) і серії LTS (реле нахилу) компанія Dwyer тепер пропонує п'ять різних технологій з точкового визначення рівня для порошку і інших сипучих матеріалів. Це: діафрагма, лопатка, нахил, ємність і вібрація.
Діафрагмові реле рівня
Найстарішою і найпростішою технологією є використання діафрагменних реле. Ці реле встановлюються на боковій стінці ємності з зовнішньої сторони, використовуючи фланець, або встановлюються у верхній частині ємності у вигляді підвіски на трубі. Реле включається, коли в ємності збільшується висота матеріалу, і він починає тиснути на діафрагму. Коли рівень матеріалу зменшується, діафрагма реле повертається в нормальне положення.
Серія діафрагменних реле рівня випускається компанією Proximity Control під торговою маркою Ultra Mag ™. Ця серія має запатентовану характеристику магнітної герметизації відсіку з електричними схемами від матеріалу технологічного процесу, що зменшує необхідність в обслуговуванні, покращує чутливість і робить пристрій дуже надійним.
Переваги: Пристрої встановлюються врівень і не мають датчика виступає в ємність. В інших типах сенсорів датчик або лопатка можуть бути легко зламані. Це пристрій дуже добре підходить для використання з важкими, поточними, а також мають великі розміри частинок, матеріалами. Також вони не вимагають калібрування.
Недоліки: Ці пристрої чутливі до тиску; так в судинах під тиском повинна використовуватися повітрепроникна діафрагма або вентилювання. Також треба враховувати, що ці пристрої є механічними і мають діафрагму, яка зношується при її використанні тривалий час.
Ротаційне реле рівня з лопаткою
Реле рівня з лопаткою є найбільш звичайним способом для визначення рівня порошку і інших об'ємних матеріалів. Цей тип реле також встановлюється на бічній стороні ємності з зовнішньої сторони з використанням фланця або встановлюється у верхній частині ємності на подовжувачі. Ці пристрої мають двигун, який обертає лопатку всередині ємності. При збільшенні висоти матеріалу лопатка закривається матеріалом і вона припиняє обертатися, відбувається відключення двигуна і активується реле. Коли рівень матеріалу зменшується і лопатка звільняється, пружина знову запускає двигун і реле повертається в нормальний стан.
серія реле рівня з лопаткою PLS випускається компанією Proximity Control. Ця серія має вбудовану магнітну муфту, яка ущільнює відсік з електричною схемою від матеріалу процесу, зменшуючи необхідність в обслуговуванні і збільшуючи надійність. Також магнітний привід створює Немеханічні захоплення з ковзанням, що запобігає пошкодженню двигуна і приводного механізму від раптової або надмірного навантаження на лопатку. Особливістю також є зовнішня індикація включення.
Переваги: Це технологія низької вартості. Пристрої легкі в користуванні, так як немає необхідності в електронній калібрування для додатків і вони універсальні для різних додатків.
Недоліки: Пристрої є механічними і двигун буде зношуватися при використанні, вони не будуть працювати з дуже легкими матеріалами та пристрої повинні купуватися з урахуванням використовуваного електроживлення.
реле нахилу
Реле нахилу використовується для індикації високого рівня, так як вони підвішуються на кабелі або ланцюга над матеріалом, рівень якого визначається. Так як висота матеріалу збільшується і приходить в контакт з датчиком матеріал тисне на датчик і нахиляє його. Коли датчик нахиляється приблизно на 25 градусів, кулька всередині розриває контакт і пускає в хід реле. Коли рівень матеріалу зменшується, датчик знову стає вертикальним і реле повертається в нормальне положення.
Реле рівня з нахилом серії LTS виробляється компанією Proximity Control. Серія має контакти реле, які вільні від ртуті і виконані зі сталі або нержавіючої сталі 316 SS.
Переваги: Ця технологія має значні переваги для додатків з відкритими ємностями, де немає можливості встановити стаціонарний датчик. Вони також дуже зручні для матеріалів з великими частками.
Недоліки: Пристрої є механічними і будуть зношуватися. Вони будуть працювати тільки з важкими матеріалами та мають специфічний монтаж.
Ємнісні реле рівня
Ємнісні реле рівня дуже зручні для використання з широким класом додатків, так вони можуть використовуватися для рідин, порошків і інших сипучих матеріалів. Цей тип реле може встановлюватися в будь-якому положенні і датчик може бути укорочений або подовжений майже для будь-якого необхідного вимірювання. Ємнісні реле рівня визначають рівень матеріалу зі зміни ємності датчика виникає від руху діелектричних матеріалів між датчиком і опорним земляним рівнем, наприклад стінкою резервуара. При збільшенні висоти матеріалу і при контакті його з датчиком змінюється ємність датчика від нормально прокалібрована стану і активується реле. Коли рівень матеріалу зменшується, датчик знову відчуває зміна ємності і реле повертається в нормальний стан.
Емкостное реле рівня серії CLS2 є другим поколінням пристроїв вироблених компанією Proximity Control. Серія має автоматичне калібрування, універсальне харчування, захисне покриття, зовнішню індикацію перемикання і отказоустойчивую настройку.
Переваги: Пристрої чи не механічні та в них немає зношуються деталей, заїдання і поломок. Вони не потребують регламентному обслуговуванні. Ця технологія дуже зручна для матеріалів утворюють покриття, так як пристрої захищені від накопичення продукту на датчику. Вони також зручні для посудин високого тиску, коли щільність сипучого матеріалу може змінюватися.
Недоліки: Пристрої потрібно калібрувати для конкретного додатка і, якщо калібрування не виконано правильно, можуть бути кидки при попаданні різних діелектричних матеріалів в один резервуар.
Вібраційні реле рівня
Вібраційні реле рівня дуже чутливі і зручні для легких матеріалів. Цей тип реле встановлюється на боковій стінці ємності на зовнішній стороні або встановлюється у верхній частині ємності на подовжувальної трубі. Реле рівня з чутливою виделкою має п'езоелектріческій кристал, який змушує вібрувати вилку на її власній частоті. При збільшенні висоти матеріалу вилка приходить в контакт з матеріалом, демпфирующим вібрацію і активує реле. Коли рівень матеріалу зменшується, вилка стає вільною від матеріалу і реле повертається в нормальний стан.
Реле уровня з чутлівою Виделка Серії TFLS віробляється компанією Proximity Control. Серія має універсальне харчування, зовнішню індикацію перемикання, що настроюється чутливість і відмовостійкої налаштуванням.
Переваги: Вібраційні реле не потребують калібрування для діелектричної проникності або щільності сипучого матеріалу, роблячи легкої установку і настройку. Вони ідеальні для легких порошків, даючи чутливість для матеріалів з більш низькою щільністю в порівнянні з іншими технологіями. Зниження по щільності до 30 г / л.
Недоліки: Пристрій незручно для матеріалів, що утворюють покриття. Датчик може фізично пошкоджуватися і в результаті пристрій не працює і ця технологія найбільш дорога.
Це просте керівництво для вибору правильної технології, що залежить від багатьох факторів, включаючи властивості матеріалу: плинністю, абразивністю, хімічної сумісністю, температурою, розміром частинок, липкостью і т.д .; і властивостями додатків: необхідність врахування навколишнього середовища (наприклад, вибухонебезпечність), тиском в ємності, розташуванням датчика і т.д. Проконсультуйтеся з фахівцем, якщо Вам потрібна більш детальна інформація для допомоги у виборі пристрою для спеціального додатку.
Ми пропонуємо тільки прямі поставки контрольно-вимірювальних приладів з заводу Dwyer. Список і опис продукції повністю відповідає друкованому каталогу і оригінальному сайту компанії-виробника. Поділіться з колегами посиланням на ці прилади, натисніть на кнопку соціальної мережі:
