3. Волноводные уровнемеры

Волноводные уровнемеры применяются в малых и узких резервуарах, поскольку радиоимпульсы направляются по зонду, а не свободно распространяются в пространстве резервуара. В случае необходимости съемная голова датчика позволяет заменять модуль электроники, не нарушая герметичности резервуара, что может быть важно при измерении уровня сжиженных газов и аммиака.

Волноводный уровнемер состоит из следующих основных элементов: корпус, электронный модуль, фланцевое или резьбовое соединение с резервуаром и зонд. Корпус уровнемера, состоящий из двух независимых отсеков (отсек электроники и клеммный отсек для подключения кабелей), может быть снят с зонда, при этом, что немаловажно, открывать резервуар не нужно. Кроме того, корпус такой конструкции повышает надежность и безопасность уровнемера при эксплуатации в опасных производствах. Электронный модуль излучает электромагнитные импульсы, которые распространяются по зонду, выполняет обработку отраженного (принятого) сигнала и выдает информацию в виде аналогового или цифрового сигнала на встроенный жидкокристаллический индикатор или в систему измерения.

В зависимости от условий процесса производства и свойств среды, подлежащей измерению, используется один из пяти типов зондов: коаксиальный, жесткий двухстержневой, жесткий одностержневой, гибкий двухпроводный и гибкий однопроводный.

Как мы видим, при выборе уровнемера необходимо учитывать такие физические и химические свойства контролируемой среды, как температура, абразивные свойства, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и т.д. Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в резервуаре или около него: давление, вакуум, нагревание, охлаждение, способ заполнения или опорожнения (пневматический или механический), наличие мешалки, огнеопасность, взрывоопасность, пенообразование и прочие другие.

Для каждой промышленной отрасли существуют свои методы и приборы. Ознакомившись с устройством и условиями эксплуатации различных уровнемеров, можно делать выбор в пользу того или иного метода измерения уровня жидкости. Также стоит учитывать надежность, качество и стоимость приборов.

2. Выбор датчика. Общие положения

Для предполагаемых условий эксплуатации, на выбор датчика повлияют следующие условия и характеристики:

1. измерение кусковых материалов;

2. пылеводозащищённость;

3. точность;

4. удобство;

5. универсальность.

Рассмотрим различные модели и исполнение датчиков:

1. уровнемер акустический ЗОНД-3М (Россия)

Применение: уровнемеры ЗОНД-3М предназначены для бесконтактного автоматического дистанционного измерения уровня различных жидких сред, сыпучих и кусковых материалов, если скорость изменения уровня среды не превышает 0,5 см/с.

Описание: уровнемеры состоят из акустического преобразователя и преобразователя передающего измерительного модернизированного, соединенных между собой трехжильным кабелем длиной до 500 метров.

Технические характеристики:

относительная погрешность: ±5%

выходной сигнал: токовый сигнал (4-20 мА), 2 релейных выхода

потребляемая мощность: не более 12 ВА

напряжение питания: (220+22–33 )В, частота (50±1) Гц

2. датчик уровня акустический ЭХО-5 (Россия)

Применение: датчики уровня ЭХО-5 предназначены для бесконтактного автоматического дистанционного измерения уровня различных жидких сред, сыпучих и кусковых материалов. Скорость изменения уровня среды не должна превышать 1 см/с.

Описание: датчики ЭХО-5 состоят из акустического преобразователя и преобразователя передающего измерительного, соединенных между собой кабелем длиной не более 100м.

Технические характеристики:

относительная погрешность: 0,5% - 1,5%

выходные сигналы: токовый выход (4-20 мА, 0-20 мА, 0-5 мА), два релейных выхода

потребляемая мощность: не более 12 ВА.

3. Nivowave (NW) (Великобритания) - это бесконтактная система измерения с использованием акустических волн, используемые для отслеживания уровня заполнения сыпучими материалами и жидкостями.

Описание: прибор состоит из акустического преобразователя и преобразователя, соединенных между собой кабелем длиной до 500м. Простота установки и подключения.

Технические характеристики:

относительная погрешность: 0,5%

напряжение питания: 12-30 ВА

выходные сигналы: токовый сигнал (4-20 мА), 5 реле

Проанализировав методы измерения и характеристики измеряемых устройств, мною был выбран акустический датчик уровня NW 1000 (электроакустический преобразователь) NW 2001 (блок управления) фирмы UWT GmbH. Приборы данной серии устанавливаются, обычно, на крыше емкости.

Некоторые области применения:

• вода / сточные воды ( приёмные и сборные резервуары, водонапорные башни, насосные станции и т.д);

• горная промышленность ( дробилки, ленточные транспортеры и т.д);

• энергетика ( котлы, угольные бункеры и т.д);

• каменоломни и т. д.

Излучатель – NW 1000:

• простая установка и подключение

• подходит для применения при температурах процесса до 150°C

• оптимизирован для сыпучих материалов

Блок управления – NW 2000:

(Преобразователь сигнала и блок управления для сенсоров Серии NW 1000)

• удобный экран

• программирование с помощью кнопок или через программное обеспечение Nivowave

• 5 свободно-программируемых реле

• состояния реле отображаются с помощью встроенных светодиодов

• допустимо удаление от точки измерения до 500 м

Внешний вид устройств, представлен на рисунке 1

а) б) в)

NW 1000 Teflon Polyolefin NW 2000

Рисунок 1 – внешний вид устройства

(а, б – акустический излучатель, в – преобразователь)