Датчики для измерения и контроля уровня сыпучих материалов

Датчики уровня сыпучих материалов – высокоточные устройства, которые широко используются в строительстве и современной промышленности, это приборы, которые помогают определить и контролировать уровень сырья или материалов.

Виды датчиков уровня сыпучих материалов

На сегодняшний день датчиков контроля уровня материалов существует большое множество, они классифицируются по:

• функциональной принадлежности;
• технологии и принципу работы;
• предназначению;
• стоимости.

По применению, датчики уровня сыпучих материалов подразделяются на два вида:

1. Уровнемеры – приборы, предназначенные для непрерывной (или с определённой частотой) фиксации информации о степени наполнения ёмкости песком, цементом, мукой, щебнем, комбикормом, зерном или крупой. Могут быть бесконтактными и контактными.
2. Сигнализаторы – устройства, срабатывающие при достижении материалом определённого уровня.

Виды уровнемеров сыпучих веществ

Лотовые датчики уровня сыпучих материалов

Электромеханические преобразователи, где чувствительный груз расположен на конце ленты, которая намотана на катушку (барабан), расположенную в датчике. Датчик находится на крышке ёмкости. Катушка с лентой под действием электродвигателя вращается, и груз опускается вниз. Если чувствительный груз дотрагивается до поверхности материала, то изменяется его натяжение, изменения фиксируются электроникой, двигатель начинает вращаться в противоположную сторону, лента наматывается на барабан. Количество оборотов барабана отслеживается с помощью микроэлектроники, и данные переводятся в универсальный аналоговый стандарт.

Технические характеристики лотовых механических датчиков уровня сыпучих материалов:

• плотность вещества – от 20 гр./литр;
• уровень – до 40 метров;
• температура процесса - до 250º С;
• точность измерения – от 1 до 10 см (в зависимости от модели);
• интервал времени периода измерения (от 5 минут до 100 часов).

Емкостные датчики уровня сыпучих материалов

Данные устройства предназначены для непрерывного измерения уровня гранулированных веществ и разных видов сыпучих материалов.

Подобрать наиболее оптимальный вариант и купить датчик уровня сыпучих материалов Вы можете, ознакомившись с ассортиментом компании ООО «УВТ РУС Измерение уровня».

Емкостные уровнемеры выпускаются в разнообразных вариантах, предназначены для работы в конкретных условиях. Совместимы со следующим материалом: песок, мука, строительные смеси, опилки, зерно. Применяются в следующих областях:

• химическая промышленность;
• при производстве керамики и стекла;
• деревообрабатывающая отрасль;
• пищевая промышленность;
• сельское хозяйство;
• фармацевтическая сфера.

Назначение ёмкостных датчиков контроля уровня сыпучих материалов:

Устройства позволяют решить следующие задачи:

• непрерывный контроль уровня сыпучего материала;
• сигнализация уровня продукта;
• поддержание заданных параметров уровня;
• передача данных на специальное оборудование

Преимущества современных ёмкостных датчиков уровня сыпучих материалов: уровнемеры емкостного вида имеют дополнительные возможности при контроле сыпучих веществ и выгодно отличаются от остальных устройств:

• совместимы с гранулированными, порошкообразными, зернообразными сыпучими продуктами;
• наличие моделей, применяемых для кашеобразных и липких веществ;
• точность измерений и высокая чувствительность;
• возможность работы с глубокими скважинами, большими ёмкостями;
• удобные возможности настройки приборов;
• большой срок службы.

Принцип работы: ёмкостный уровнемер имеет чувствительный элемент в виде стержня с конденсатором и вторичный преобразователь. Измерение показателей осуществляется на базе контроля изменений ёмкости конденсатора, которые зависят от среды. Данные ёмкости конденсатора изменяются при его нахождении в сыпучем материале и зависят от уровня продукта.

Некоторые современные уровнемеры функционируют с помощью изолированного электрода. В данном случае вторичным преобразователем фиксируется ёмкостное сопротивление между электродом датчика и стенками резервуара, меняющееся при пополнении резервуара веществом. Изменения переводятся в цифровое значение и выводятся на индикаторный дисплей или передаются на специальное оборудование для следующей обработки.

Ультразвуковые датчики уровня сыпучих материалов

Это интеллектуальные, многофункциональные устройства, имеющие надёжную и компактную конструкцию. Предназначены для непрерывных измерений и получения точных данных.

Область применения ультразвуковых датчиков измерения уровня сыпучих материалов:

• нефтехимическая промышленность;
• фармацевтическая и пищевая промышленности (капсулы, пищевые концентраты, витаминно-минеральные комплексы);
• строительство (цемент, щебень, строительные смеси);
• металлургическая промышленность.

Принцип работы: основан на возможности ультразвуковых колебаний отражаться от границ раздела сред. Электронный блок фиксирует время прохождения импульса от датчика до границ раздела и обратно.

Технические характеристики:

• диапазон измерения – до 60 метров;
• точность – 0,25%;
• температура процесса – до 160⁰ ;
• взрывобезопасное исполнение.

Акустические датчики уровня сыпучих материалов

Являются разновидностью ультразвуковых устройств непрерывного измерения.

Принцип действия: акустический датчик излучает мощные волны, которые обладают свойством отражаться от поверхности измеряемого материала. Полученные данные контакта фиксируются и обрабатываются с помощью специального программного обеспечения.

Преимущества:

• широкий диапазон измерений – до 65 метров;
• точность измерений, минимальные погрешности;
• подавление ложных сигналов с помощью программного обеспечения;
• функционирование в сложных условиях;
• быстрый ввод в эксплуатацию;
• простой монтаж.

Микроволновые радарные датчики уровня сыпучих материалов

Используются для непрерывного контроля по принципу радиолокатора. Являются универсальными и наиболее точными устройствами для определения уровня разнообразных материалов.

Радарные уровнемеры классифицируются:

• по принципу работы (с непрерывным модулированием, импульсные);
• по диапазону частоты;
• по виду антенны;
• по диапазону измерений.

Область применения измерительного оборудования: радарные датчики уровня сыпучих материалов применяются во всех отраслях, где используются сыпучие продукты.

• Деревообработка;
• пищевая промышленность;
• производство пластика и стекла;
• строительная отрасль;
• химическая промышленность.

 Приборы предназначены для решения следующих задач:

• работа с агрессивными материалами;
• измерение уровней при больших температурах и высоком давлении;
• контроль во взрывоопасных условиях;
• складской учёт.

Преимущества уровнемеров радарного типа:

• возможность организации непрерывного контроля без контакта с продуктом;
• измерение любых видов твёрдых материалов и жидкостей;
• высокая точность;
• минимальное влияние помех;
• сниженная чувствительность к образованию испарений, пыли;
• простота управления.

Принцип работы измерительного оборудования: по рабочей ёмкости формируется с помощью прибора электромагнитное излучение в высокочастотном диапазоне. Сигнал излучателя, исходящий от антенны, отражается от исследуемой поверхности материала и возвращается обратно. Время прохождения сигнала фиксируется и определяется точная высота и уровень нахождения продукта в ёмкости.

Рефлексные датчики уровня сыпучих материалов

Приборы помогают определить объём сыпучих веществ в резервуарах, специально разработаны для употребления в экстремальных средах: при скачках температур, при большой запылённости, высоком давлении.

Принцип работы: волновой измеритель производит электрический всплеск, который распространяется вниз по щупу. Он отражается от поверхности замеряемого материала, а сенсоры регистрируют контакты и перемены диэлектрической постоянной, полученные данные позволяют определить степень наполнения ёмкости.

Рефлексные измерители нашли широкое применение:

• в химической промышленности;
• в нефтеперерабатывающих отраслях;
• в бумажно-целлюлозном изготовлении;
• в фармацевтике.

Достоинства:

• работают с любыми твёрдыми веществами и жидкостями;
• надёжно функционируют в сложных условиях;
• легко настраиваются и устанавливаются;
• вычисляют объём по заданным параметрам;
• широкий ассортимент.

Сигнализаторы предельного уровня

Основная задача приборов данного типа – подача сигнала при достижении веществом заданного уровня. Используются бесконтактные и контактные методы измерения.

Сигнализаторы наклонного типа

 Надёжные устройства, которые просты в установке. Способны контролировать процесс заполнения силосом, часто используются как аварийные сигнализаторы верхнего уровня.

Принцип действия: при заполнении ёмкости веществом, датчик отклоняется и замыкает электроцепь, идёт подача сигнала.

Ротационные датчики сигнализаторы уровня сыпучих материалов

Имеют измерительные лопасти в виде листа, которые приводятся в действие электромотором. Если происходит увеличение уровня материала, то возрастает механическая нагрузка на лопасти, образуется реактивный момент и воздействие на механический выключатель, срабатывает контакт, работа двигателя прекращается, и  реле уровня сыпучих материалов замыкается. При уменьшении уровня лопасть освобождается, и мотор снова приходит в рабочее состояние.

Достоинства:

• используются для всех видов сыпучего материала и жидкостей;
• нечувствительны к перепадам температур, статическому электричеству, пыли;
• безотказный принцип работы;
• быстрый монтаж.

Вибрационные датчики сигнализаторы уровня сыпучих материалов

Применяются практически для любых сыпучих материалов. Имеют взрывобезопасное исполнение, не требуют сложного техобслуживания.

Принцип работы: зонд, имеющий соединение с пьезоэлементом, вибрирует на его частоте. Если зонд достигает уровня сыпучего материала, то механические колебания поглощаются, что регистрируется электронным датчиком.

Технические характеристики:

• объёмная плотность сыпучих веществ - 5 грамм/литр;
• рабочая температура процесса – до 150º С;
• глубина измерения – до 20 метров.

Емкостные датчики сигнализаторы уровня сыпучих материалов

В устройствах чувствительным элементом является электрод или коаксиальная конструкция. Если чувствительный элемент достигает уровня сыпучего материала, то происходит изменение значений ёмкости, которое отслеживается электросхемой, и срабатывание входного ключа. Наиболее востребованными являются ёмкостные датчики уровня муки.

Технические характеристики:

• температура контролируемого рабочего процесса – до 800º С;
• глубина измерения – до 12 метров;

Ультразвуковые датчики контроля уровня сыпучих материалов

Работа приборов основана на пьезоэффекте – происходит контроль изменений размеров кварцевой или керамической пластины при воздействии на них электрического поля. Пьезокварцевая (керамическая) пластина действует сначала как излучатель, а потом как приёмник ультразвуковых волн, полученные данные постоянно обрабатываются и сигнализационный датчик срабатывает, когда исследуемое вещество достигает определённого заданного уровня.

Микроволновые сигнализаторы

Устройства используются как источники обнаружения микроволнового излучения. Принцип работы аналогичен фотоэлектрическим датчикам. Если происходит пересечение между приёмником и передатчиком, то образуется выходной сигнал. Расстояние между ними может достигать 200 м.
Микроволновое излучение отлично проникает через неметаллические вещества и материалы, поэтому микроволновые датчики могут надёжно функционировать в условиях дождя, тумана, повышенной запылённости. Мощность излучения не превышает 10 мВт, что абсолютно безопасно для здоровья человека.

Мембранные датчики сигнализаторы уровня сыпучих материалов

Активно применяются в угольной, сельскохозяйственной промышленности, при изготовлении строительных материалов. Устройства осуществляют точный контроль нижнего, среднего и верхнего уровней ёмкостей.
Принцип работы основан на воздействии сыпучего материала на мембрану, под которой расположен переключатель. Контролируемая среда оказывает давление на мембрану, изменяя положение микропереключателя, срабатывает электронный сигнал управления технологическим процессом опустошения или заполнения.

Преимущества:

• большой диапазон температур использования;
• простая конструкция;
• малые габаритные размеры;
• широкий спектр применяемости.