Как действуют мембранные датчики уровня, и каковы их особенности?

Для измерения уровня часто используют мембранные датчики (рис.45,б). С помощью мембраны 5 измеряется высота столба жидкости в трубах 3 и 4. В трубе 3 высота столба воды постоянная. Она зависит от среза трубы в конденсационном сосуде 1. В трубе 4 согласно принципу сообщающихся сосудов устанавливается уровень, одинаковый с уровнем в барабане котла. Таким образом, мембрана 5 находится под действием разности столбов, пропорциональной изменению уровня в барабане 2. Эти измерители уровня сконструированы так, что примерно 80% усилия, развиваемого мембраной, уравновешивается грузом 6, а оставшиеся 20% — пружиной. Кроме того, что груз уравновешивает значительную часть усилия, он компенсирует изменение столбов жидкости при качке.

Если вертикальная ось конденсационного сосуда 1 совмещена с осью симметрии емкости, это уменьшает влияние качки. С помощью конденсационного сосуда можно измерять уровень в емкостях, содержащих жидкость и ее пары (в коллекторах котлов, деаэраторах). Сосуд устанавливают выше измеряемого уровня и не изолируют. Если температура окружающей среды такова, что поступающие в конденсационный сосуд пары не конденсируются, сосуд следует охлаждать. Для этой цели его обвивают змеевиком, по которому пропускают воду.

Мембранный измеритель уровня имеет высокую чувствительность (примерно 9,8 Па). Однако при установке необходимо учитывать инерцию присоединенных движущихся масс жидкости и груза и жидкостное трение в импульсных трубках. Несмотря на это, мембранные измерители уровня получили наиболее широкое распространение на судах отечественной постройки.

Перед вводом в действие котла импульсную систему чувствительного элемента, включая его корпус, заполняют холодной водой через пробку в конденсационном сосуде, чтобы под воздействием котельного давления мембрана не была порвана. Все импульсные трубки, сообщающие конденсационный сосуд с барабаном котла и корпусом чувствительного элемента, должны прокладываться с постоянным уклоном не менее 1:10, чтобы исключить застой пузырьков воздуха в трубах.

В емкостях с низким давлением, например в конденсаторах, постоянный уровень можно получить при помощи трубки 7 (рис.45,в), помещенной внутри емкости выше уровня жидкости. Через трубку непрерывно протекает вода из внешнего источника. Расход воды должен быть небольшим, чтобы свести к минимуму динамическую составляющую давления на мембрану чувствительного элемента, нагруженную давлением столба жидкости в трубке.

Воду к трубке можно подвести из напорного конденсатного трубопровода.