Колокольные гидростатические уровнемеры

Для измерения уровня жидкости относительно дна резервуара может быть использована зависимость давления жидкости. При неизменном значении плотности жидкости искомый уровень может быть найден через измерение давления у дна резервуара, как.

Преобразователем давления может служить, например, цилиндрический сосуд (колокол) с открытым дном и верхней крышкой с небольшим отверстием для связи с входом манометрического преобразователя.

Рис. 3.2. Колокольный (а) и барботажный (б) гидростатические уровнемеры: 1 -резервуар; 2 — контролируемая жидкость; 3 — «колокол» (а) и пьезометрическая трубка (б); 4 — манометр; 5 — источник сжатого воздуха.

Колокол 3 (рис. 3.2, а) устанавливается на дне резервуара 1 с некоторым зазором h |. Полость колокола через трубопровод малого внутреннего диаметра d соединен с чувствительным элементом манометрического преобразователя давления 4. При заполнении резервуара жидкость 2 под действием гидростатического давления заполняет внутреннюю полость колокола на некоторую высоту Ь, создавая избыточное давление в пневматической системе над колоколом, которое воспринимается манометрическим преобразователем давления 4. В случае измерений в агрессивной жидкости нижняя часть колокола может закрываться защитной мембраной. Однако упругость мембраны уменьшают общую чувствительность уровнемера в целом и с этим приходиться считаться при выборе чувствительности манометрического преобразователя.

На практике находят применение различные типы гидростатических уровнемеров, в том числе и с преобразователями типа «колокол». Наглядным примером могут служить гидростатические уровнемеры, известные, как «Цифровые измерители гидростатического давления УГЦ-1"(рис. 3.3).

Измерители гидростатического давления УГЦ-1 — уровнемеры гидростатические цифровые, предназначены для измерения уровня вязких, маловязких сред, находящихся в емкостях и резервуарах без избыточного давления или закрытых резервуарах (с избыточным давлением), преобразования измеренного значения в аналоговый сигнал постоянного тока, индикации уровня на цифровом табло и сигнализации о выходе измеряемого уровня за пределы заданных значений.

Рис. 3.3. Колокольный уровнемер УГЦ-1: конструкция датчика колокольного преобразователя (а), общий вид уровнемера и

Уровнемеры УГЦ-1 имеют следующие модификации от УГЦ-1.1 до УГЦ-1.6, включающие уровнемеры:

• • колокольного типа (УГЦ-1.1 и УГЦ-1.2), в которых тензорезистивный сенсор и электронный блок располагаются над резервуаром, а передача давления столба жидкости от колокола по пневматической трубке;
• • с датчиком, снабженным разделительной мембраной (УГЦ-1.3 — УГЦ-1.5), в которой столб жидкости воздействует непосредственно через мембрану и разделительную жидкость на тензорезистивный сенсор.

Уровнемер состоит из первичного преобразователя (колокол, линия связи, преобразователь давления) и измерительного прибора. Колокол выполнен из стали 12Х18Н10Т. В качестве измерительного прибора используется прибор контроля цифровой ПКЦ-1. В зависимости от соединения колокола с преобразователем давления (линия связи), уровнемеры имеют 2 модификации: УГЦ-1.1 — соединение колокола с корпусом преобразователя давления выполнено трубкой из стали 12Х18Н10Т диаметром 10 мм; УГЦ-1.2 — соединение колокола с корпусом преобразователя давления выполнено медной трубкой.

Первичный преобразователь колокольного типа (рис. 3.3,а) устанавливается вертикально в резервуарах без избыточного давления и состоит из пустотелого металлического колокола, преобразователя давления, герметичной воздушной линии связи и фланца.

Принцип действия первичного преобразователя основан на измерении давления воздуха в колоколе, равного гидростатическому давлению столба жидкости в резервуаре. Основное условие работоспособности преобразователя — герметичность воздушного пространства, заключенного между жидкостью и преобразователем давления.

В качестве измерительного прибора уровнемера используется прибор контроля цифровой типа ПКЦ-1 Э.

Измерительный прибор функционально состоит из следующих элементов: входного устройства; нормирующего усилителя; выходного устройства; аналого-цифрового преобразователя; цифрового индикатора; устройства задания уровней срабатывания сигнализации; блока питания.

Условия эксплуатации:

• • температура окружающего воздуха:
• • для первичного преобразователя −10…+50 или −40…+50 °С;
• • для измерительного прибора +5…+50 °С;

Верхние пределы измерения, м:

. УГЦ-1.1: 1,0; 1,6; 2,0; 2,5;

• • УГЦ-1.2: 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 16,0.
• • Предел допускаемого значения основной приведенной погрешности измерительного прибора не превышает ±0,5%.
• • Температура рабочей среды от -40 до +125 °С.
• • Вязкость рабочей среды не более 2,0 Па с.
• • Плотность рабочей среды 700… 1500 кг/куб.м.

Выходные сигналы и сопротивление нагрузки:

• • токовый аналоговый постоянного тока 0…5 мА, 4…20 мА; сопротивление нагрузки не более 2,0 кОм и 0,5 кОм соответственно;
• • дискретные типа «сухой контакт» (сигнализация нижнего и верхнего уровней):
• • напряжение коммутации не более 240 В,
• • ток коммутации не более 3 А.

Потребляемая мощность не более 10 ВА.

Средняя наработка на отказ не менее 100 000 час.

Срок службы не менее 10 лет.