Что нужно знать перед покупкой уровнемера | Особенности и применение уровнемеров всех типов

Уровнемер – это многофункциональный прибор, предназначенный для определения уровня содержимого в закрытых и открытых сосудах, резервуарах, баллонах, хранилищах и других емкостях.

Помимо этого, такой датчик используется в качестве концевого выключателя, т.е. он предупреждает переполнение бака или запуск профессионального оборудования в «сухом» режиме. С помощью подобных устройств осуществляется постоянный автоматический контроль и регулировка уровней материалов (жидкостей и сыпучих веществ), а также световая и звуковая сигнализация состояния контролируемой среды. Конструкция уровнемера позволяет использовать его в составе любой системы автоматизированного управления и контроля.

Особенности использования датчиков уровня на производстве

Узкоспециализированные технологические процессы во всех промышленных отраслях, как правило, требуют контроля уровня и количества накопленного сырья, материала, жидкости или газа в закрытых сосудах, резервуарах, баллонах и других ёмкостях. Если не мониторить данные значения, могут возникнуть серьезные проблемы с работой всего оборудования на производстве. И лучше всего с мониторингом и контролем количества рабочих веществ справляются стандартные уровнемеры (поплавковые, емкостные, буйковые и т.д.). Они считаются наиболее современными и функциональными техническими средствами.

По функциональности устройства для измерения уровня делятся на 2 вида: сигнализаторы, фиксирующие определенную точку заполнения (максимальную или минимальную) и уровнемеры, необходимые для беспрерывного мониторинга. Сфера использования указанных приборов определяется их принципом работы. В основе функционирования устройств может быть акустика, гидростатика, оптика, электропроводность и т.д.

Контактные и бесконтактные уровнемеры: принцип взаимодействия с материалом

Вне зависимости от того, для какого именно материала используются уровнемеры, они разделяются на бесконтактные и контактные. Каждый тип оборудования имеет свои достоинства и недостатки, которые нужно учитывать, покупая уровнемер (прибор должен без проблем интегрироваться в требуемую производственную линию).

Бесконтактные уровнемеры: устройство, принцип функционирования, виды и особенности приборов для измерений уровня

Бесконтактные уровнемеры не имеют прямого контакта со средой. В большинстве случаев такие изделия используются для непрерывного измерения и точного определения уровня агрессивных и склонных к налипанию материалов, а также продуктов с непостоянными физическими или химическими характеристиками. Их главным преимуществом является то, что на качество процедуры не влияют ни физические, ни химические свойства изучаемых материалов (в отдельных случаях то же самое можно сказать и об условиях окружающей среды). Также к их достоинствам относится компактность, высокое быстродействие, надежность и универсальность (применение уровнемеров бесконтактного типа возможно практически в любых баках, резервуарах, хранилищах и других емкостях).

К таким устройствам относятся радарные, микроволновые, ультразвуковые и акустические приборы. И наиболее популярными считаются именно радарные изделия. Бесконтактные радарные уровнемеры подразделяются на импульсные и средства, оснащенные модулированными сигналами FMCW. Импульсные радары измеряют расстояние на основании данных о времени распространения и возврата кратковременных импульсов.

В уровнемере с FMCW на постоянной основе испускается модулированный сигнал, благодаря которому и осуществляется измерение уровня. Разница между частотами сигналов (отраженного и прямого) позволяет определить требуемые характеристики материала. Низкая мощность такого луча дает возможность ставить подобные датчики как в металлических, так и в неметаллических резервуарах. На сегодняшний день измерительное устройство с FMCW – это лучший уровнемер для агрессивных сред.

Контактные уровнемеры: виды, устройство, принцип действия и преимущества датчиков

Контактные изделия постоянно взаимодействуют с измеряемой средой. По этой причине они требуют постоянного техобслуживания, а потому имеют достаточно высокую стоимость эксплуатации. Однако сами они недорого стоят, а потому пользуются популярностью на рынке. Их преимуществами являются:

• компактное устройство уровнемера;
• простой принцип действия;
• возможность применения в средах с высоким давлением;
• долговечность (при условии того, что эксплуатация уровнемеров будет осуществляться в соответствие с рекомендациями производителя);
• независимость от поверхности продукта.

Однако при их использовании могут накладываться определенные ограничения по параметрам рабочей среды (в зависимости от принципа действия конкретного устройства). К контактным устройствам можно отнести гидростатические, емкостные, магнитные, микроволновые рефлексные, байпасные, магнитострикционные, лотовые, электромеханические и поплавковые уровнемеры. Выбор того или иного устройства определяется особенностями среды. Чаще всего контактные уровнемеры применяются для изучения свойств жидкостей с изменяющейся поверхностью и сыпучих материалов (особенно в мешающих прохождению сигнала до исследуемого объекта в условиях в открытых и закрытых сосудах).

Виды уровнемеров по принципу работы

На основании принципа функционирования все уровнемеры разделяются на:

• емкостные;
• микроволновые;
• гидростатические;
• буйковые;
• ультразвуковые;
• лотовые;
• радиоизотопные;
• поплавковые.

Емкостные уровнемеры считаются наиболее простыми конструкциями. Они работают за счет изменения электрической емкости конденсатора между зондом устройства и стенкой бака или дополнительным вторым зондом. В ходе изменения уровня материала и сокращению воздушного пространства бак также меняется пропорционально. По размеру емкости определяют фактическое количество продукта.

Микроволновые устройства подразделяются на радарные и рефлексные. Принцип работы радарного уровнемера основывается на использовании диапазона микроволновых частот для сигнала, который идет от антенны до поверхности материала и отражаемого от него. Рефлексный прибор работает примерно также, однако в нем используется специальный волновод, по которому и проходит сигнал. Это дает возможность максимально корректно установить мощность сигнала и организовать защиту от возможных помех.

Гидростатический уровнемер – это прибор, предназначенный для измерения уровня жидкостей путем преобразования параметров давления столба вещества в высоту этого столба с учетом точных значений плотности среды. Такие устройства, как правило, используются для изучения характеристик неагрессивных, незагрязненных жидкостей, которые находятся под атмосферным давлением в хранилищах и других ёмкостях. Популярность гидростатических уровнемеров обусловлена их невысокой ценой и минимальным процентом погрешности.

Буйковые уровнемеры – это наиболее просто устроенные технические изделия для измерения уровня жидкости с разной плотностью. Их принцип работы основывается на определении степени перемещения буйка или силы давления (Архимеда), действующего на буек. С помощью таких приборов можно устанавливать границы раздела нескольких жидкостей и проводить испытания даже при очень высоком давлении.

Поплавковый уровнемер – это измеритель перемещения поплавка в жидкости, уровень которой следует установить. Изделия подобного плана преимущественно используются для определения уровней в больших открытых и закрытых резервуарах с низким давлением. При этом их нельзя применять при работе с вязкими веществами (мазута, смол, дизельного топлива) и с криогенными жидкостями (из-за активного кипения верхнего слоя поплавок начинает вибрировать, что приводит к искажению результатов).

Лотовые электрические уровнемеры – это изделия, которые измеряют характеристики рабочей среды за счет специального чувствительного груза. Этот груз спускается на тросе в резервуар с материалом. При соприкосновении груза с продукцией электроника измеряет пройденный грузом путь и на основе этих данных рассчитывает количество продукта.

Ультразвуковой уровнемер – прибор, предназначенный для точного определения уровня содержимого в баке за счет метода временной оценки прохождения сигнала. Средство направляет УЗК-импульсы, которые отражаются от границ продукта и возвращаются обратно. На основании данных о скорости импульсов будет рассчитываться расстояние, уровень и иные производные величины. Ультразвуковые датчики похожи на микроволновые, однако они функционируют в ином диапазоне частот и не могут работать в вакууме.

Как выбрать электрический или механический уровнемер

При выборе средства измерения уровня содержимого в открытых или закрытых сосудах (резервуарах) следует учитывать множество факторов, в т.ч.:

• требуемая точность (благодаря этому определяется допустимый процент погрешности уровнемеров);
• назначение уровнемера;
• условия, в которых будет работать оборудование (на открытой площадке или в закрытых сосудах, резервуарах, хранилищах);
• принцип работы;
• необходимость бесконтактного измерения уровня жидкостей и сухих материалов;
• степень автоматизации производства (этот параметр особенно важен при установке современных гидростатических, микроволновых и ультразвуковых уровнемеров);
• допустимые методы измерения уровня жидкости и иных веществ на производстве;
• наличие дополнительных функций (к примеру, сегодня можно купить датчики уровня с визуальным отсчетом для измерения в резервуарах, хранилищах и баках);
• особенности резервуара с рабочей средой;
• возможности для технического обслуживания средства измерения (многое зависит от технологической оснащенности предприятия и опыта работы сотрудников);
• престижность и популярность выбранной марки уровнемеров на рынке и т.д.

При покупке устройства лучше всего обратиться к специалисту компании по продаже и производству уровнемеров Uwtlewel. Он сможет рассказать о преимуществах всех приборов и поможет подобрать наиболее подходящее оборудование. Также перед началом использования уровнемеров в сосудах, резервуарах, хранилищах следует ознакомиться с ГОСТ Р 8.000-2015 «Государственная система обеспечения единства измерений». В этом стандарте представлены основные требования к датчикам для измерения уровня содержимого в открытых или полностью закрытых емкостях на территории Российской Федерации.