Что охватывает эта категория
Уровень - это измерение границы, а не количества: границы между жидкостью и паром над ней, между двумя несмешивающимися жидкостями или между твёрдым продуктом и воздухом в бункере. Почти все трудности категории идут от состояния этой границы. Пена, пары, конденсат, перемешивание, отложения и движущаяся поверхность меняют то, как прибор её видит.
Практическое разделение проходит между непрерывным измерением, которое даёт значение по всему диапазону, и точечным, которое сообщает только о том, что продукт достиг отмеченного положения. Часто нужны оба: непрерывный передатчик для учёта продукта и отдельное реле для блокировки по верхнему уровню, которая не зависит от того, верно ли показывает передатчик.
Выбор прибора диктуют среда и аппарат, а не требование к погрешности. Бак чистой воды в открытом приямке и реактор под давлением с конденсирующимися парами - одно и то же измерение по принципу и совершенно разные задачи на практике.
Типы изделий в измерение уровня
| Тип изделия | Принцип действия | Обычно применяется для |
| Радарный передатчик уровня | Время прохождения микроволнового импульса, отражённого от поверхности | Баки и бункеры с парами, пеной и меняющейся диэлектрической проницаемостью; бесконтактные модели допускают перемешиваемые и пищевые процессы |
| Волноводный радарный уровнемер | Тот же принцип, но вдоль зонда, который концентрирует отражённый сигнал | Среды с низкой диэлектрической проницаемостью, узкие аппараты и камеры успокоения, где луч в свободном пространстве был бы искажён |
| Ультразвуковой передатчик уровня | Время прохождения акустического импульса через наджидкостное пространство | Вода, сточные воды и простое хранение жидкостей, когда наджидкостное пространство чисто и температура устойчива |
| Гидростатический передатчик уровня | Давление столба жидкости над датчиком | Вентилируемые баки с известной плотностью, колодцы и приямки, где предпочтителен простой погружной прибор |
| Передатчик уровня на дифференциальном давлении | Разность между линией постоянной жидкости и измерительной линией закрытого аппарата | Аппараты под давлением и закрытые сосуды, где давление газовой подушки нужно исключить |
| Ёмкостный датчик уровня | Изменение ёмкости между зондом и стенкой аппарата | Небольшие диапазоны измерений и точечные задачи на чистых жидкостях и порошках |
| Поплавковый и вытеснительный датчик уровня | Выталкивающая сила, действующая на поплавок, или вытесненный объём | Измерение границы раздела фаз и простые, очень надёжные сигнализации верхнего уровня |
| Камертонные реле уровня | Изменение резонансной частоты, когда вилку покрывает продукт | Точечное измерение на жидкостях и порошках, включая сигнализации верхнего и нижнего уровня на липких и пенящихся средах |
| Лопастное и ёмкостное реле уровня | Лопасть останавливается либо ёмкость меняется, когда продукт доходит до прибора | Насыпные продукты, верхний уровень в бункере и признак зависания там, где механическое решение допустимо |
Указатели уровня, смотровые стёкла и магнитные уровнемеры дают прямой визуальный отсчёт и перечислены в этой категории наряду с передатчиками.
Как выбрать прибор измерения уровня
Правильный прибор для задачи редко бывает единственный, но всегда есть обосновуемый короткий список и набор ответов, который отбрасывает остальное. Вот вопросы, которые это решают.
- Непрерывное или точечное измерение, а часто и то и другое. Для блокировок и сигнализаций независимое реле обычно подходит лучше, чем передатчик.
- Состояние поверхности: пена, турбулентность, кипящая жидкость и движущаяся поверхность насыпного продукта отсекают часть технологий раньше, чем заходит речь о погрешности.
- Наджидкостное пространство: конденсат, пыль, пар и коррозионные газы по-разному мешают прохождению радиосигнала и звука, и может понадобиться продувка узла.
- Диэлектрическая проницаемость и плотность. Радару нужна первая, гидростатике - вторая, а процесс, меняющий любую из них, меняет и показание.
- Геометрия аппарата: штуцеры, мешалки, нагревательные змеевики, лестницы и внутренние конструкции стоят на пути измерения, и их нужно описать заранее.
- Давление и температура в аппарате: они задают класс присоединения и размещение электроники.
- Санитарные требования и мойка на месте: они ограничивают смачиваемые материалы и то, допустимы ли застойные зоны.
- Классификация зоны, которая задаёт концепцию защиты передатчика и кабельных линий.
- Склонность к отложениям: липкие, кристаллизующиеся и склонные к своду продукты требуют принципа, который не зависит от чистоты излучающей поверхности.
- Доступ для монтажа: бесконтактный прибор всё равно нужно установить, направить и обслуживать, а это работа с верхней отметки аппарата.
Подбор по порядку
- Решите, нужно ли непрерывное значение или точечный сигнал и требуется ли рядом независимое реле.
- Опишите поверхность: спокойная или перемешиваемая, чистая или пенящаяся, жидкость или насыпной продукт, одна фаза или две с границей раздела.
- Опишите наджидкостное пространство: давление, температуру, конденсат, пыль и коррозионность.
- Выберите технологию, которая выдерживает эту среду, а затем проверьте диэлектрическую проницаемость или плотность, от которых она зависит.
- Пройдите путь измерения от штуцера до дна бака и перечислите всё, что встретят луч или зонд.
- Задайте диапазон, погрешность и нужное разрешение на нижней границе, где показание уровня бывает важнее всего.
- Примените присоединение, смачиваемые материалы и классификацию зоны.
- Решите, каким будет выход, нужен ли местный отсчёт и входят ли в заказ камера успокоения или выносная камера-повторитель.
Сравнение технологий
| Технология | Для чего подходит лучше всего | Ограничения | Типичная среда |
| Радарная, бесконтактная | Пары, пена, давление и температура; пищевые аппараты | Очень низкая диэлектрическая проницаемость ослабляет отражённый сигнал, конденсат на антенне его искажает | Химикаты, углеводороды, вода, пищевые продукты |
| Волноводный радарный уровнемер | Среды с низкой диэлектрической проницаемостью и тесные аппараты | Зонд покрывается отложениями, а между ним и стенкой аппарата возникает мостик из продукта; с тяжёлыми насыпными продуктами способ не работает | Растворители, лёгкие масла, чистые жидкости |
| Ультразвуковая | Простые жидкости в открытых или вентилируемых баках | Расслоение по температуре, пары, пена и конденсат меняют либо скорость звука, либо отражённый сигнал | Вода, сточные воды, хранение неопасных продуктов |
| Гидростатическая | Чистые жидкости известной и стабильной плотности | Изменение плотности сдвигает показание без изменения уровня; частая неисправность - закупоренные импульсные линии | Вода, топливо, разбавленные растворы |
| Дифференциальное давление | Закрытые и находящиеся под давлением аппараты | Обе линии должны быть рассчитаны на давление аппарата; линия постоянной жидкости не должна высыхать | Технологические аппараты, котлы, колонны |
| Точечные реле уровня | Сигнализация, блокировки и защита насосов | Они сообщают об отметке, а не о значении, и для учёта продукта непригодны | Жидкости, шлама и насыпные продукты - в зависимости от типа |
Параметры, которые нужно уточнить перед заказом
После выбора технологии остаётся перечень величин, которые может дать только конкретная установка. Вот те, что меняют модель, цену или срок поставки:
- Бак или аппарат: размеры, форма, открытый он, вентилируемый или закрытый.
- Среда и её характер: чистая, вязкая, липкая, пенящаяся, насыпная или двухфазная граница раздела.
- Условия в наджидкостном пространстве: давление, температура, конденсат, пыль и коррозионные компоненты.
- Диэлектрическая проницаемость для радарных задач либо плотность для гидростатических, если они известны.
- Внутренние препятствия на пути измерения: мешалки, змеевики, лестницы, перегородки и штуцеры.
- Непрерывное или точечное измерение и нужно ли независимое реле верхнего уровня.
- Процессное присоединение: стандарт фланца или резьбы, размер и класс, ориентация штуцера.
- Требования к смачиваемым материалам и санитарные требования.
- Выход: 4-20 mA, HART, Modbus, контакт реле или только местный отсчёт.
- Классификация зоны и требуемая концепция защиты.
Значения берутся из документов, а не из допущений
Спецификации различаются по моделям и применениям, поэтому характеристик на этой странице нет. Если параметр на конкретную модель не задокументирован, страница изделия так и говорит, а не подставляет правдоподобное число. Пришлите перечисленные выше величины - и мы вернём те, которые реально держит выбранная модель.
Где применяются эти приборы
