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

Принципы измерения уровня, использующиеся в уровнемерах
Буйковые уровнемеры
Принцип действия буйковых уровнемеров основан на широко известном физическом явлении, описанном в законе Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, которая пропорциональна весу вы­тесненной телом жидкости.
Цилиндрический буёк, который изготовлен из материала, плотность которого больше плотности жидкости, является чувствительным элементом буйковых уровнемеров. Примером материала буйка может служить нержавеющая сталь. сыпучий жидкий буйковый
Буек располагается в вертикальном положении и должен быть частично погружен в жидкость. Длина буйка подбирается таким образом, чтобы она была приближена к максимальному измеряемому уровню.
По закону Архимеда вес буйка в жидкости должен изменяется пропорционально изменению уровня этой жидкости.
На рисунке 3 приведена измерительная схема буйкового уровнемера.



Рисунок 3 – Измерительная схема буйкового уровнемера

Действует уровнемер следующим образом. Когда уровень жидкости в емкости меньше или равен начальному уровню h0 (зона нечувствительности уровнемера), измерительная штанга (2), на которую подвешен буек (1), находится в равновесии. Так как момент М 1, создаваемый весом буйка G1, уравновешивается моментом М 2, создаваемым противовесом (4).

Если уровень контролируемой среды становится выше h0 (например, h), то часть буйка длиной (h – h0) погружается в жидкость, поэтому вес буйка уменьшается на некоторую величину, определяемую как

F =ρgS(h − h0).

Следовательно, уменьшается и момент М 1, создаваемый буйком на штанге (2). Так как момент М 2 становится больше момента М 1, штанга поворачивается вокруг точки (О) по часовой стрелке и перемещает рычаг (3) измерительного преобразователя (5).

Электрический или пневматический измерительный преобразователь формирует выходной сигнал.
Движение измерительной системы происходит до тех пор, пока сумма моментов всех сил, действующих на рычаг (2), не станет равной нулю.
Уплотнительная мембрана (6) служит для герметизации технологической емкости при установке в ней чувст­вительного элемента.
Как вариант, буек может быть установлен в специальной выносной камере вне технологической емкости. Диапазон измерения буйковых уровнемеров находится в пределах от 0,025 м до 16 м.
Стандартный ряд значений верхнего предела измерения: 250; 400; 600; 1000; 1600; 2500; 4000; 6000; 8000; 10000 мм.