Пьезометрические уровнемеры.
Пьезометрические уровнемеры. Уровень вязких или агрессивных жидкостей в открытых или закрытых резервуарах определяют методом продувания сжатого воздуха или инертного газа через слой измеряемой жидкости. Приборы, действующие по этому методу, называются пьезометрическими уровнемерами. Они получили распространение при измерении уровня кипящего слоя в аппаратах каталитического крекинга на нефтеперерабатывающих заводах, Воздух продувают через трубку 1 (рис. 39), опущенную в резервуар до максимальной глубины предполагаемого диапазона изменения уровня. Конец трубки не должен доходить до дна резервуара примерно на 75мм. Манометр 5, измеряющий давление воздуха, который подается в резервуар через редуктор 2 и диафрагму 4, присоединяют к верхнему концу трубки 1. Давление сжатого воздуха регулируют редуктором по показаниям манометра 3 и устанавливают таким, чтобы при максимальной глубине погружения трубки и максимальной высоте уровня жидкости из ее нижнего конца выходили пузырьки воздуха. Показания манометра 5, отградуированного в единицах уровня жидкости, зависят от уровня жидкости в резервуаре: чем выше этот уровень, тем больше показываемое им давление. Он может быть удален от резервуара на расстояние до 150 м.
В системах измерения нижний конец пьезотрубки должен находится на нижнем контролируемом уровне жидкости, но не ниже 80 мм от дна резервуара. Расход воздуха устанавливается минимальным, чтобы перепад давления на пьезотрубке был возможно меньшим, так как это определяет погрешность измерения пьезометрическим методом. Минимальный расход воздуха обеспечивается постоянным, без запаздывания, выходом воздуха из пьезометрической трубки при изменениях уровня. Обычно расход воздуха принимается равным 0.1 – 0.2 м3/ч. Если пренебречь перепадом давления на пьезометрической трубке, то уровень в резервуаре , где Р – давление на манометре М или перепад давления на дифманометре; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения. В случае, когда измеряется уровень в резервуаре, находящемся под избыточным давлением, давление питания регулятора расхода воздуха, подающего воздух в пьезотрубку, должно быть: , где Ризб – избыточное давление, кПа; Нмаксρg – максимальное гидростатическое давление столба жидкости, кПа.
Важное условие для правильного измерения уровня жидкости этим способом—полная герметичность всех соединений. Чтобы уменьшить влияние переменных сопротивлений соединительных трубопроводов на точность измерения, скорость воздуха, протекающего на участке от места присоединения воздухопровода до резервуара, устанавливают минимальной. Недостаток пьезометрических уровнемеров—зависимость их показаний от плотности жидкости и ее температуры. Уровнемеры-дифманометры. Для наблюдения за уровнем воды в баках и барабанах паровых котлов широко применяют дифманометры, работающие по принципу измерения разности давлений, которые создаются постоянным столбом воды в уравнительном сосуде и столбом воды в барабане парового котла.
Уровнемер для измерения уровня воды в барабане парового котла (рис. 38) включает в себя уравнительный сосуд 5 (устанавливаемый у барабана котла, расположенного на значительной высоте по отношению к рабочей площадке, на которой находится дифманометр) и дифманометр.
Уравнительный сосуд 5 состоит из двух камер: трубы 6 диаметром 40 мм и вставленной в нее трубы 4 диаметром 10мм.Верхняя часть трубы 6 оканчивается цилиндрическим сосудом, соединяемым штуцером 3 с паровым пространством котла 2. Труба 4 через штуцер 1 соединяется с водяным пространством котла. Когда вентили 8 открыты, уровень воды в трубе 4 согласно правилу сообщающихся сосудов установится на той же высоте, что в барабане котла. В трубе 6 и в сосуде 5 пар будет конденсироваться, конденсат заполнит все пространство до отверстия штуцера 3, после чего уровень воды в сосуде 5 останется постоянным, так как излишек конденсата через штуцер 3 будет сливаться в котел. Вследствие разности уровней в трубах 6 и 4 в дифманометре возникает разность давлений, под действием которой стрелка прибора будет отклоняться. Если уровень воды в барабане котла дойдет до отверстия штуцера 3, то в трубах 6 и 4 уровни жидкости будут находиться на одной высоте и перепад у дифманометра станет равен нулю. При снижении уровня воды в барабане котла уровень воды в трубе 4 понижается, вследствие чего перепад давления увеличивается.
Датчик уровня по величине сопротивления Один из вариантов такого датчика имеет в своем составе элемент сопротивления, выполненный в виде полоски(Рис. 17.12). Рядом с этим элементом сопротивления располагается базовая электропроводная полоска. Весь датчик помещается в электрически изолированную оболочку. Когда датчик расположен в жидкости вертикально, на часть его, находящуюся ниже поверхности, действует давление. Это приводит к контакту полосок с сопротивлением и без сопротивления, т.е. появлению короткого замыкания на участке, погруженном в жидкость. Полное сопротивление датчика, таким образом, зависит от степени погружения его ниже уровня жидкости. Метод может применяться как для измерения уровня жидкостей, так и твердых тел. Емкостный датчик уровня В общем виде емкостный датчик уровня состоит из двух концентрических цилиндров или круглого стержня внутри цилиндра и жидкостью между ними(Рис. 17.13). Если сама емкость с жидкостью металлическая, она также может служить в качестве одной из пластин конденсатора с металлическим стержнем в жидкости, действующим как другая пластина. Если жидкость является электрическим изолятором, то пластины конденсатора выполняются из металла. Если жидкость электропроводная, то они покрываются изолятором, например фторопластом. Принципиально такой датчик состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов. Один образуется между пластинами внутри жидкости, другой — из части пластин в воздухе над жидкостью. Изменение уровня жидкости меняет общую емкость системы. Ошибки измерения могут увеличиться из-за нестабильности температуры. Кроме того, электроды могут покрываться налетом из осаждаемых из жидкости веществ. Метод может применяться при давлении, не превышающем 14 МПа, и при температуре — до 350°С. При работе в агрессивных жидкостях необходим правильный подбор материалов для изготовления цилиндров. Датчик достаточно прочен. Метод может давать удовлетворительную точность. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|