Буйковые уровнемеры

Принцип действия буйковых уровнемеров основан на законе Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, которая пропорциональна весу вытесненной телом жидкости.

Цилиндрический буек, который изготовлен из материала, плотность которого больше плотности жидкости, является чувствительным элементом буйковых уровнемеров. Буек располагается в вертикальном положении и должен быть частично погружен в жидкость. Длина буйка подбирается таким образом, чтобы она была приближена к максимальному измеряемому уровню. На рисунке 7.3 приведена измерительная схема буйкового уровнемера.

1 – буек, 2 – штанга, 3 – рычаг, 4 – противовес, 4 – преобразователь, 5 – противовес, 6 – уплотнительная мембрана

Рисунок 7.3 –Измерительная схема буйкового уровнемера

Когда уровень жидкости в емкости меньше или равен начальному уровню h₀ (зона нечувствительности уровнемера), измерительная штанга 2, на которую подвешен буек 1, находится в равновесии, так как момент М₁, создаваемый весом буйка G₁, уравновешивается моментом М₂, создаваемым противовесом 4.

Если уровень контролируемой среды становится выше h₀ (например, h), то часть буйка длиной (h - h₀) погружается в жидкость, поэтому вес буйка уменьшается на некоторую величину,

определяемую как

F =ρgS(h - h₀),

где:

ρ – плотность жидкости;

g- ускорение свободного падения;

S – площадь буйка.

Так как момент М₂ становится больше момента М₁, штанга поворачивается вокруг точки О по часовой стрелке и перемещает рычаг 3 измерительного преобразователя 5. Движение измерительной системы происходит до тех пор, пока сумма моментов всех сил, действующих на рычаг 2, не станет равной нулю.

Электрический или пневматический измерительный преобразователь формирует выходной сигнал. Уплотнительная мембрана 6 служит для герметизации технологической емкости при установке в ней чувствительного элемента. Буек может быть установлен в специальной выносной камере вне технологической емкости. Диапазон измерения буйковых уровнемеров находится в пределах от 0,025 м до 16 м.

а) б)

а – байпасный индикатор уровня с рефлекс-радарным (TDR) уровнемером, б – интеллектуальный буйковый преобразователь144 LVD

Рисунок 7.4 –Интеллектуальнее буйковые преобразователи

Байпасный индикатор уровня с рефлекс-радарным (TDR) уровнемером (рисунок 7.4, а) состоит из байпасной поплавковой измерительной системы BM 26 F и радарного TDR уровнемера OPTIWAVE 1300 C и предназначен для определения уровня, объема и границы раздела фаз между жидкостями. Для отображения уровня используется местный индикатор (класс защиты IP 68), не требующий вспомогательной энергии. Прибор позволяет производить надежное измерение даже при образовании пены, волнении поверхности измеряемого продукта, а также наличии препятствий в емкости.

Интеллектуальный буйковый преобразователь 244LD и 144 LVD (рисунок 7.4, б) компании FOXBORO ECKARDT предназначен для измерения уровня жидкости, уровня поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей и плотности. Конфигурирование преобразователя выполняется с помощью ПК или универсального ручного терминала, а также с использованием местных кнопок. Преобразователи обладают высокой надежностью и точностью, сертифицированы для применения в опасных зонах. Диапазон измерений – от 50 мм 50 м.