Погружные гидростатические уровнемеры: зачем и почему

Коротко о статье

Обзор погружных гидростатических уровнемеров: их назначение, принцип действия, области применения, сертификация, достоинства и недостатки с путями их устранения. Из статьи можно узнать, для каких сред и задач подходят такие приборы и какие модели упоминаются.

Главное

• Погружные гидростатические уровнемеры служат для непрерывного контроля уровня жидкости и работают в разных условиях.
• Диапазон измерений достигает 600 м в.ст., точность до 0,1%, избыточное давление ≤10 МПа, температуры от -40 до +150°С.
• Принцип основан на измерении силы давления столба жидкости на чувствительный элемент с учётом атмосферного давления.
• Зонд опускается в низ резервуара, а атмосферное давление подводится через трубку с воздухопроницаемым и водонепроницаемым фильтром.
• Применяются в металлургии, горнодобыче, природоохранной деятельности, экологическом мониторинге, коммунальном хозяйстве, пищевой и фармацевтической промышленности, судостроении, гальванопроизводстве.
• К недостаткам относят необходимость уравновешивания давления воздуха, боковые перемещения зонда и заиливание мембраны, для которых приведены способы устранения.

Термины и технологии

• погружные гидростатические уровнемеры
• Nivopress NP+NAW-104
• LMK 458
• MPM4700
• LMP 307

Кому полезно: Инженерам АСУ ТП, занимающимся контролем уровня жидкостей

Первоисточник: rusautomation.ru

Выжимка составлена редакцией сайта с помощью ИИ по тексту статьи.

Вопрос контроля водопользования всегда был актуальным. Водные ресурсы, которые используют в хозяйственных, производственных и питьевых целях, не бесконечны и подлежат строгому учёту.Наиболее популярными в этой связи стали погружные гидростатические уровнемеры. Напомним кратко основные сведения.

Гидростатические уровнемеры предназначены для непрерывного контроля уровня жидкости. Это надежные уровнемеры, работающие в разных условиях.

Доступная цена плюс относительно небольшая погрешность, большой диапазон измерений (да, это то, что нужно) – главные преимущества этих уровнемеров, которые работают в интервале до 600 м в.ст. с точностью до 0,1% при избыточном давлении ≤10 МПа и температурах от -40 до +150°С.

Гидростатические уровнемеры по способу монтажа (или присоединения к процессу) могут быть 2х типов: погружные и врезные. Сегодня погрузимся в тонкости именно погружных датчиков.

Уровнемеры погружного типа могут работать в

• вязких;
• неагрессивных;
• пульпообразных;
• абразивных;
• агрессивных жидких средах.

А также в открытых и закрытых резервуарах.

В сущности – это специальные зонды, погружаемые на определённую глубину в резервуары и скважины. Они надёжно работают в труднодоступных местах и на больших глубинах, что обеспечивает их широкое применение в разных областях. Простота монтажа и эксплуатации при относительно низкой цене делают данные уровнемеры доступными любым потребителям.

Для чего всё это было создано

Погружные гидростатические датчики уровня применяются для решения большого количества задач:

1. Отслеживание уровня в скважинах, бассейнах, колодцах, иных открытых резервуарах с большой глубиной, в естественных водоёмах, а также показателей температуры (дополнительная функция);
2. Возможность измерять уровень жидкостей в труднодоступных местах, в узких трубах и т.д. благодаря небольшим габаритам приборов.
3. Защита скважинных насосов от холостого хода в скважинах . Проверка опустошения водоемов/хранилищ;
4. Наблюдение за уровнем сточных и других загрязненных вод. Для этого подходит Nivopress NP+NAW-104, в комплект которого входит специальный адаптер для сточных вод;
5. Проверка осадки, тяги и положения судна. Датчики LMK 458, MPM4700, благодаря своей конструкции, могут применяться в морской воде;
6. Применяются в рыболовстве для измерения глубин.

Как это работает

А теперь чуть подробнее расскажем о принципе действия гидростатических уровнемеров. Вы конечно знаете, что принцип основан на измерении силы, с которой столб жидкости давит на чувствительный элемент. На выходе формируется аналоговый сигнал, пропорциональный уровню жидкости. Кроме того, при расчете необходимо учитывать значение атмосферного давления над поверхностью жидкости. И как вывод: давление зависит от высоты столба и плотности жидкости.

Давление жидкости принимает на себя мембрана, которая передает свою деформацию чувствительному элементу – пьезоэлектрическому сенсору. Выходной сигнал модуля преобразования сенсора преобразуется в сигнал, соответствующий измеряемому уровню продукта.

Погружные гидростатические датчики уровня

У погружного датчика зонд опускается в самый низ резервуара. Давление в нижней части зонда измеряет сумму гидростатического давления (Phydr) столба жидкости над ним и атмосферного давления (Patm).

Для компенсации атмосферное давление подводится к датчику через трубку, которая оснащена фильтром воздухопроницаемым, но водонепроницаемым.

Если давление измеряется в открытой скважине, то погружённый датчик измеряет только давление, создаваемое столбом жидкости непосредственно над датчиком.

Вот, собственно, и все. Далее – схема.

Схема гидростатического уровнемера погружного:

Области применения погружных гидростатических уровнемеров

1. Металлургическая, горнодобывающая промышленность: это измерение уровня скважин, грунтовых вод и других открытых резервуаров.
   Для этих целей подходят, например, датчики серии ALZ.

2. Природоохранная деятельность: отслеживание уровня вод артезианских скважин.
Обратите внимание на датчики MPM, которые имеют простую и надежную конструкцию и не требуют высокой квалификации персонала.

3.Экологический мониторинг: контроль уровня бассейнов/ водоемов, озер, рек – датчики LMP.

4.Коммунальное хозяйство: Измерение уровня в колодцах и скважинах; контроль загрязненных и сточных вод, мониторинг уровня воды в резервуарах насосных станций.
Для этой цели очень подойдет датчик LMP 307.

5.Пищевая промышленность: Модель EC 1310 с ввинчивающимся присоединением, дополнительные опции – визуальное наблюдение.

6.Фармацевтическая промышленность: Можно использовать датчик с фланцевым креплением EC 1300.

7.Судостроение предъявляет к датчикам повышенную стойкость к физическим условиям среды. И к точности измерения в экстремальных условиях. И мы можем предложить такие датчики.

8. Гальванопроизводство. Здесь необходим прибор, корпус и мембрана которого изготовлены из химически стойких материалов.
Датчики серии LMK 858 идеально подойдут для этих целей.

А вот такие особенности как взрывозащищенное или искробезопасное исполнение, уже, как говорится, надо посмотреть. У погружных уровнемеров может потребоваться защита прибора, работающего в опасной среде.Среди погружных стойкостью к агрессивным и загрязненным средам отличаются датчики NivoPress N, которые могут снабжаться специальными адаптерами для сточных вод. Серию LMP можно применять в средах, неагрессивных к нержавеющей стали. Отдельные датчики серии LMK химически устойчивы. А датчики LMK 458 используются в тяжелых условиях эксплуатации (в т.ч. морских). Также LMK 858 пригоден для работы в агрессивных средах – в химической промышленности. работы в ограниченном пространстве или труднодоступных местах, для измерения давления/уровня жидкости в трубах подходят погружные уровнемеры малого диаметра: модели LMP 305 или LMK 306 (диаметры корпусов 19 и 17 мм соответственно). Есть так называемые датчики интеллектуального исполнения. Среди моделей погружных гидростатических к ним относятся датчики серий LMP, LMK.

Сертификация

Что касается сертификации, то помимо общепромышленного использования, для которого погружные гидростатические уровнемеры в своих стандартных исполнениях внесены в государственный реестр СИ РФ, есть датчики гигиенического назначения, для работы во взрывоопасных зонах и агрессивных средах. Для таких приборов наличие сертификации для эксплуатации на территории РФ обязательно надо уточнять.

Преимущества гидростатических уровнемеров

Простота монтажа, относительно низкая погрешность и невысокая стоимость (по сравнению с другими способами измерения) – вот три основных преимущества гидростатических уровнемеров. Кроме того, погружные гидростатические уровнемеры – это:

1. Широкий интервал измерения;
2. Простота технического обслуживания;
3. У некоторых моделей имеются дополнительные датчики, что делает возможным одновременно и непрерывно контролировать несколько параметров жидкости.

Это объясняет большую популярность погружных гидростатических датчиков уровня. Но, как всегда это бывает, нет достоинств без недостатков.

Недостатки и способы их устранения

К недостаткам погружных гидростатических уровнемеров относятся:

1. Необходимость уравновешивания (или нейтрализации) давления воздуха в атмосфере.
   Проблема решена конструкцией прибора.
   Решение проблемы: Атмосферное давление подводится к датчику через столб воздуха с помощью специальной трубки.
2. Боковые перемещения зонда.
   Решение проблемы: Датчик размещается как можно дальше от потоков движущейся жидкости. Или устанавливается направляющая труба.
3. Заиливание или засорение измерительной мембраны фракциями жидкости.
   Решение проблемы: установка датчика в местах, где низкая илистость дна или поднятие самого датчика на некоторое расстояние от дна.

Источник: https://rusautomation.ru/stati/pogruzhnye-gidrostaticheskie-urovnemery-zachem-i-pochemu?last_url=%2Fstati

Больше интересных и полезных статей на нашем форуме по АСУ ТП: https://p4b.su/forums

Тендера фриланс по АСУ ТП: https://p4b.su/projects

Библиотека с технической литературой по промышленной автоматизации: https://p4b.su/library

Источник: статья в сообществе ВКонтакте