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

Радарные уровнемеры.

Перспективным методом измерения уровня является радиоволновой метод. Радиоволновыми (радарными)называются уровнемеры, основанные на зависимости параметров колебаний электромагнитных волн от высоты уровня жидкости. Работа радиолокационных (радарных) уровнемеров основывается на явлении отражения электромагнитных волн от границы раздела сред, различающихся электрическими и магнитными свойствами.
Скорость распространения электромагнитной волны в среде определяется значениями ее диэлектрической е и магнитной р проницаемостей:

V = с/ ✓εμ,

где с – скорость света в вакууме.

Схема радарного уровнемера (рисунок 10) состоит из излучателя 1, приемника электромагнитной энергии 2 и преобразователя 3 измерения интервала времени.



Рисунок 10 – Схема радиолокационного (радарного) уровнемера:
1 – излучатель; 2 – приемник электромагнитной энергии; 3 – преобразователь измерения интервала времени

Уровень h определяется измерением временного интервала между моментом посылки сигнала излучателем 1 и приходом отраженного сигнала на приемник 2. Эти величины связаны соотношением:

τ = 2(Н-h)✓εμ/c

Обычно локация ведется через газовую среду над жидкостью (в принципе локация может осуществляться и через жидкость, если она неэлектропроводная). Локация через газ предпочтительнее, так как излучатели не подвергаются воздействию жидкости. Кроме того, магнитные и диэлектрические проницаемости газов невелики и практически не зависят от изменения параметров и свойств газа. Это делает показания уровнемера практически не зависящими от свойств жидкости. Недостатком таких уровнемеров является трудность точного измерения малых интервалов времени. Они чувствительны к нахождению в зоне излучения посторонних предметов.

Магнитострикционный уровнемер
Магнитострикционный уровнемер использует в своей работе эффект Видемана, который представляет собой одно из проявлений магнитострикции. Волновод уровнемера изготавливается из специального магнитострикционного материала. В резервуар он устанавливается так, чтобы нижним своим концом волновод упирался в дно. Поплавок, насаженный на волновод уровнемера, содержит магниты и плавает на поверхности жидкости. Электроника прибора посылает по волноводу импульс тока. При движении импульса по волноводу вокруг последнего образуется радиальное магнитное поле. На пересечении с магнитным полем поплавка возникает механическая деформация волновода. Импульс отражается от этой деформации и возвращается обратно. Время возврата импульса замеряют и рассчитывают по нему расстояние до поплавка. А затем и уровень жидкости в резервуаре. Магнитострикционные преобразователи уровня позволяют непрерывно производить очень точные измерения жидкостей, т.к. у них высокое быстродействие.

Рисунок 11 – Конструкция магнитострикционного преобразователя уровня



Рисунок 12 – Схема подключения магнитострикционного преобразователя уровня ко вторичному прибору