Приборы измерения емкости: устройство, виды, назначение

Измерение содержимого емкостей необходимо для учета жидкостей, вязких и сыпучих материалов, которые используют на производственных, горнодобывающих, нефтеперерабатывающих предприятиях. Контроль за уровнем легковоспламеняющихся и ядовитых растворов нужен для обеспечения безопасности и управления технологическими процессами в промышленности. Также автоматизируется поддержание нужного уровня растворов в реакторах и отстойниках – если необходимо, лишний объем сливается или отсыпается в резервный бак.

Уровнемер – прибор измерения емкости. Устанавливаются в нефтяных резервуарах, химических реакторах, стационарных и мобильных цистернах, пищевых цехах, системах водоснабжения.

Устройство уровнемеров

Конструкция и вид уровнемера зависят от его типа: это может быть компактный прибор на крышке резервуара или ручной измеритель с катушкой, тросом и грузиком либо датчиком. По способу установки их делят на стационарные, которые монтируют внутри емкости или на ее наружных частях, переносные приборы, как правило, ручные и не предполагают их постоянной фиксации на резервуаре, могут крепиться струбцинами или зажимами к баку. Стационарные уровнемеры состоят из следующих элементов:

• корпуса – из пластика или металла. Если прибор предназначен для работы с агрессивными средами, то наружные детали изготавливаются из нержавеющей стали;
• электронный блок либо плата управления – микросхемы считывают показания датчиков, вычисляют объем рабочей среды по заложенным формулам, выводят полученные данные на дисплей или подают световой либо звуковой сигнал оператору оборудования. Некоторые уровнемеры могут управлять запорной арматурой, например, закрывать задвижки, чтобы предотвратить наполнение емкости, слить излишки, когда бак переполнен;
• измерительный зонд, поплавок либо датчик – механический или электронный узел, который погружается в среду для взаимодействия с ней. Назначение устройства – оценка параметров сыпучего либо вязкого материала или жидкости: сопротивления, степени отражения звука, света;
• дисплей, индикаторы, циферблаты – устройства для вывода результатов измерений уровня среды в емкости.

Переносные уровнемеры используются для ручного контроля, например, для замера воды в баках. Они компактны и часто представляют собой трос или ленту на катушке с грузиком-датчиком на конце. Катушка с гибким кабелем длиной до 300-500 м, на котором нанесена разметка – погружная часть уровнемера. Зонд-грузик утяжеляет трос или ленту, когда их опускают в резервуар. При касании грузиком дна срабатывает звуковой или световой сигнал, и уровень жидкости или сыпучего материала считывают по разметке на кабеле.

Виды измерительных приборов

Уровнемеры классифицируются по способу измерения, режимам работы и виду материала, для работы с которым они предназначены. По принципу действия приборы бывают нескольких типов:

• визуальные – в емкости расположены смотровые окна для фиксации оператором оборудования или технологом уровня жидкости;
• механические или поплавковые – уровень раствора в емкости измеряют, оценивая положение поплавка относительно контрольных точек. Когда объем жидкости изменяется, датчики подают сигнал на плату управления прибора, через динамик оператору оборудования подается звуковой сигнал, информация может выводиться на ЖК-дисплей;
• гидростатические – датчики, которые врезают в емкость или погружают на штангах. Устройства способны измерять уровень веществ в емкости даже при высоком давлении – при контакте с элементами;
• электродные – расчет объема среды в резервуаре производится с учетом изменения ее электропроводности. Прибор измеряет сопротивление жидкости, вычисляет ее количество;
• радарные – бесконтактные приборы, измерение объема жидкости или сыпучих материалов основано на отражении электромагнитных волн от верхней границы среды. Монтируют устройства в верхней части резервуара. Сферы применения: измерение объема вязких, сыпучих сред и жидкостей;
• вибрационные – вычисляют объем среды в резервуаре по силе колебания камертона, расположенного внутри сосуда. Когда количество вещества в емкости уменьшается или увеличивается, сила колебаний вибрационного устройства изменяется, а на плату управления уровнемера приходит сигнал. По силе сигнала электронный блок вычисляет объем среды в резервуаре.

Уровнемеры могут быть предназначены для работы с водой и другими неагрессивными средами. Есть также измерительные приборы, которые допускается применять для контроля за легковоспламеняющимися и ядовитыми веществами, которые хранятся в резервуарах.