Измерение уровня. Буйковые, поплавковые, емкостные, радиолокационные, ультразвуковые, гидростатические, вибрационные уровнемеры

Измерения уровня сыпучих материалов
Под сыпучими материалами в измерении уровня понимают не только материалы, состоящие из множества твердых микроскопических частиц, например, мука или цемент, но и твердые материалы с более крупным гранулометрическим составом, обладающие условной текучестью, например, щебень, измельченная руда и т.д. В большинстве случаев, для задач измерения уровня сыпучих материалов не важно, является вещество одной природы, либо это смесь различных сыпучих веществ.
Датчики уровня сыпучих материалов или сыпучих веществ по функции в САУ и соответственно характеру выходных сигналов делятся на сигнализаторы и уровнемеры.
Сигнализаторы предельного уровня сыпучих материалов предназначены для выдачи сигнала при достижении материалом заданного уровня. Сигнализаторы уровня используют контактный метод измерения (ротационные, вибрационные, емкостные) или бесконтактный метод измерения (ультразвуковые, микроволновые, радиационные).
Уровнемеры сыпучих веществ или преобразователи уровня выдают информацию об уровне контролируемого материала непрерывно или с установленной дискретностью. Уровнемеры также могут использовать контактный метод (электромеханические лотовые, емкостные, микроволновые рефлексные) или бесконтактный метод (ультразвуковые, акустические, микроволновые).
Большое разнообразие методов и принципов измерения уровня сыпучих веществ обусловлены сложностью этого процесса (рисунок 2). Наличие угла естественного откоса снижает точность одномерного измерения уровня не зависимо от физического принципа измерения уровня. Высокое пылеобразование ограничивает возможности применения контактного метода и ультразвука. Наличие адгезии, так же уменьшает возможности применения контактных методов. Гранулометрический состав и объемная плотность материалов требуют взвешенного подхода при применении контактных методов измерения.
При выборе датчика уровня сыпучих материалов необходимо учитывать следующие физико-механические характеристики и свойства контролируемого материала:

• 
  гранулометрический состав – распределение частиц материала по различным фракциям (линейным размерам) – для вибрационных сигнализаторов предельного уровня с камертонным зондом, для акустических и ультразвуковых уровнемеров;
  
• 
  насыпная плотность или объемная масса – масса материала находящегося в единице объема, который занимает материал – для ротационных и вибрационных датчиков уровня;
  
• 
  влажность – доля влаги в сыпучем материале по отношению к весу материала – для емкостных и микроволновых рефлексных сигнализаторов уровня и уровнемеров.
  
• 
  текучесть – способность сыпучих материалов и веществ вытекать с той или иной скоростью – для датчиков скорости потока и расходомеров сыпучих материалов;
  
• 
  угол естественного откоса – угол образуемый линией естественного отвала материала и горизонталью – для всех видов преобразователей уровня сыпучих материалов;
  
• 
  адгезия – способностью частиц сыпучих веществ, прилипать к твердым поверхностям – для всех видов сигнализаторов уровня использующие контактный принцип измерения.
  
• 
  диэлектрическая проницаемость – характеризует реакцию вещества на воздействие электромагнитного поля – для емкостных датчиков уровня.
  

Рисунок 2 – Методы и принципы измерения уровня сыпучих веществ