Тщательный контроль и измерение уровня жидкостей — одна из важнейших составляющих всех процессов, протекающих на производстве и в промышленности. Чтобы добиться этого, прибегают к помощи специализированных устройств — датчиков уровня жидкости, позволяющих автоматически проверять наполнение резервуаров. Сегодня подробно объясним и принцип работы оборудования, и что представляют собой датчики уровня жидкости.
Где и как применяются
Датчик уровня жидкости — это прибор, определяющий количество жидкости в резервуаре или какой-либо емкости. Он широко используется в системах автоматического контроля и управления различными техпроцессами, например, чтобы поддерживать уровень воды в котле или бассейне, предотвращать перелив жидкости и т.д.
Датчики уровня жидкости применимы в таких областях, как:
- нефтегазовая отрасль — устройства контролируют уровень нефтяных продуктов и газа в хранилищах и трубопроводах;
- горнодобывающая отрасль — чаще всего с их помощью определяют уровень воды в буровых;
- энергосистемы — устройства подходят для контроля уровня воды и сыпучих веществ, например, угля или золы в котельных;
- ЖКХ — они следят за уровнем жидкости в скважинах и количеством грязной воды в очистительных установках.
Также они нашли применение в пищепроме, машиностроении, фармацевтике, металлургической и рыбоводческой отраслях. Вообще датчики используются довольно широко. Приборы полезны в тех случаях, когда нужно точно определить момент, когда жидкость достигнет определенной отметки.
Конструктивные особенности
Датчики уровня жидкости, независимо от назначения и способа функционирования, состоят из трех основных компонентов:
- чувствительного элемента — отвечает за регулировку характеристик рабочей среды, например, наличия/отсутствия жидкости, высоты водного столба и т.д.;
- балласта — уравновешивает сенсор, чтобы предотвратить его срабатывание в случае даже небольших ударов или тряски;
- исполняющего элемента — осуществляет преобразование сигнала сенсора в конкретное действие, например, при достижении необходимого уровня воды включает световой или звуковой индикатор.
Принцип работы датчика зависит от его типа. Например, поплавковый датчик уровня жидкости работает на основе перемещения поплавка внутри резервуара. Когда уровень воды поднимается, поплавок идет вместе с ним и при достижении указанной точки включает или выключает выходной контакт.
Ультразвуковой датчик уровня работает по чуть иному принципу. Его работа основана на измерении времени прохождения ультразвукового импульса через жидкость. Когда уровень жидкости повышается, время прохождения ультразвукового импульса увеличивается, и наоборот. Это изменение времени регистрируется датчиком и преобразуется в электрический сигнал, который затем обрабатывается системой управления.
Какие есть разновидности датчиков
Датчики уровня жидкости классифицируются по различным критериям (например, способ передачи сигнала и принцип работы). Но в целом все они условно делятся на две основные категории: контактные и бесконтактные.
Контактные
Как понятно из названия, такие датчики находятся в непосредственном контакте с рабочей средой. Особенно полезны устройства, когда нужно измерять уровень жидкости при высокой температуре или давлении. Также они незаменимы при работе с пенящимися составами — пена, образующаяся в верхнем слое, увеличивает процент погрешности.
Делятся они на три основные разновидности:
- емкостные — в конструкции предусмотрен электрический конденсатор из двух или более обкладок, и определение уровня происходит посредством измерения электроемкости устройства;
- гидростатические — для измерения воды в резервуаре используется давление столба жидкости, оборудование состоит из верхней части, находящейся на поверхности жидкости, и нижней, погруженной в среду и передающей давление на верхнюю часть;
- магнитно-поплавковые — поплавок с магнитом передвигается по запаянной трубке и контактирует с герконом, который передает сигнал на управляющее устройство.
Из-за необходимости погружать контактные датчики на всю глубину их не используют в резервуаре большого объема. Зато они отлично показывают себя в других ситуациях.
Бесконтактные
Главная ценность бесконтактных датчиков в том, что их не нужно устанавливать вглубь измеряемой среды. Они отлично подходят для измерения уровня агрессивных веществ, тягучих жидкостей или материалов с высокой вязкостью. Бывают следующих видов:
- ультразвуковые;
- лазерные;
- микроволновые.
Работают ультразвуковые датчики за счет способности рабочих сред отражать ультразвуковые волны, которые затем возвращаются к датчику. В лазерных моделях применяется технология на основе лазера, а в микроволновых объектах используются микроволны.
Выбираем подходящий датчик уровня жидкости
Верно подобрав датчик уровня, можно обеспечить точную и надежную работу оборудования в реальных промышленных условиях, что станет залогом стабильности техпроцессов. При покупке уровнемера учитывайте следующие параметры:
- принцип работы;
- вид устройств;
- точность измерения;
- материал резервуара;
- интерфейс — электрический или механический;
- время измерения;
- цену;
- качество исполнения;
- рабочий температурный режим;
- наличие дополнительных функций.
Кроме того, следует запросить у продавца декларации и сертификаты качества. Хотя по закону датчики уровня жидкости подлежат обязательной сертификации только в форме декларирования, большинство производителей и поставщиков проводят дополнительные проверки для подтверждения безопасности и экологичности продукции.
