![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Буйковые средства измерений уровня
Средства измерений уровня этого вида входят в номенклатуру приборов ГСП. В основу работы буйковых уровнемеров положено физическое явление, описываемое законом Архимеда. Чувствительным элементом в этих уровнемерах является цилиндрических буек, изготовленный из материала с плотностью, большей плотности жидкости. Буек находится в вертикальном положении и частично погружен в жидкость. При изменении уровня жидкости в аппарате масса буйка в жидкости изменяется пропорционально изменению уровня. Преобразование веса буйка в сигнал измерительной информации осуществляется с помощью унифицированных преобразователей «сила— давление» и «сила — ток». В соответствии с видом используемого преобразователя силы различают пневматические и электрические буйковые уровнемеры. Схема буйкового пневматического уровнемера приведена на рис. 12.3, а. Уровнемер работает следующим образом. Когда уровень жидкости в аппарате равен начальному h 0(в частном случае h 0может быть равен 0), измерительный рычаг 2 находится в рaвновесии, так как момент М 1создаваемый весом буйка G, уравновешивается моментом М 2, создаваемым противовесом N. Рис. 12.3. Схемы буйковых пневматических уровнемеров Когда уровень жидкости становится больше h 0, часть буйка погружается в жидкость. Поэтому вес буйка уменьшается, а следовательно, уменьшается и момент М 1создаваемый буйком на рычаге 2. Так как М 2становится больше М 1рычаг 2 поворачивается вокруг точки О по часовой стрелке и прикрывает заслонкой 7 сопла 8. Поэтому давление в линии сопла увеличивается. Это давление поступает в пневматический усилитель 10, выходной сигнал которого является выходным сигналом уровнемера. Этот же сигнал одновременно посылается в сильфон отрицательной обратной связи 5. При действии давления Р вьгхвозникает сила R, момент М 3которой совпадает по направлению с моментом М 1т. е. действие силы R направлено на восстановление равновесия рычага 2. Движение измерительной системы преобразователя происходит до тех пор, пока сумма моментов всех сил, действующих на рычаг 2, не станет равной 0, т. е.
Представляя моменты М 1, М 2, М 3в виде произведений соответствующих сил и плеч, получим
где Силы G и R определяем из следующих выражений:
где d и H б—диаметр и длина буйка (последняя определяет диапазон измерений уровнемера); ρ —плотность материала буйка; ρ ж— плотность жидкости; h — глубина погружения буйка в жидкость, т. е. текущее значение измеряемого уровня; f эф— эффективная площадь сильфона 5. Подставляя выражения для сил G и R в равенство (12.3), получим
В этом равенстве Если выбрать произведение Nl2 равным
откуда
где Выходной сигнал Рвых уровнемера линейно связан со значениемизмеряемого уровня h. Выражение
где Зависимость (8.9) позволяет градуировать буйковые уровнемеры весовым методом. Выходной сигнал пневматических буйковых уровнемеров изменяется в диапазоне 0, 02—0, 1 МПа при изменении уровня от нуля до максимального значения. Начальное значение выходного сигнала (0, 02 МПа) задается пружиной 6 (см. рис. 12.3, а). Для предотвращения автоколебаний измерительной системы уровнемера служит демпфер 4. Герметизация технологического аппарата при установке в нем чувствительного элемента достигается уплотнительной мембраной 3. При необходимости буек может быть установлен в выносной камере, располагаемой вне технологнческого аппарата. Минимальный верхний предел измерений пневматичe-скйх уровнемеров — 0, 02 м, максимальный — 16 м. Кроме рассмотренной модификации пневматических уровнемеров выпускаются уровнемеры, оснащенные унифицированным преобразователем «сила — давление». Схема соединения буйка с унифицированным преобразователем приведена на рис. 12.3, б. Здесь 1 — груз, уравновешивающий вес буйка; 2 — Т-образный рычаг унифицированного преобразователя 3. Для преобразования уровня в унифицированный токовый сигнал разработаны буйковые электрические уровнемеры, оснащенные унифицированным преобразователем «сила — ток» Подключение буйка к унифицированному преобразователю осуществляется по схеме, аналогичной схеме, приведенной на рис. 12.3, б. Верхние пределы измерений уровнемера с унифицированным электрическим сигналом ограничены значениями 0, 02— 16 м. Буйковые средства измерений уровня применяются при температуре рабочей среды от —40 до +400°С и давлении рабочей среды до 16 МП а. Классы точности буйковых уровнемеров 1, 0 и 1, 5.
|