Датчик уровня жидкости в резервуаре

Выбор датчиков уровня жидкости в емкостях и резервуарах: примеры использования, и делаем их своими руками

В промышленности и быту всегда возникает необходимость для определения различных уровней в емкостях. Для этих задач используются датчики уровня различных конструкций. В зависимости от среды наполнения резервуара применяют тот или иной датчик, иногда, в целях простоты и экономии средств и времени, применяют датчики комбинированные, то есть изготовленные своими руками. Это незамысловатые конструкции, использующие в своем составе датчики совсем других типов. В основном такие датчики применяют там, где нет простого доступа к среде измерения или место измерения очень агрессивно для здоровья человека.

Виды датчиков уровня

поплавковые датчики самые простые по конструкции, имеющие самое широкое распространение, комбинируют с электрическим реле , представляют собой различного вида поплавок, прикрепленный через проволоку, нить, или жестко к лепестку контакта, который замыкается при изменении положения поплавка.
емкостные датчики уровня представляют собой пластины расположенные с двух сторон резервуара с материалом. Принцип работы лежит в изменении емкости в зависимости от распределения количества или состава материала в резервуаре. В основном такие датчики используют для определения уровня сыпучих материалов.
радарные датчики уровня работают по принципу «излучатель — приемник частотных волн», поверхность материала отражает излучение датчика, приемник улавливает данное излучение и сравнивает излучаемый сигнал с отраженным и по частотному сдвигу определяет уровень в резервуаре. Определение уровня происходит по сравнению частотного временного сдвига.
ультразвуковые датчики уровня работают по принципу радарных, только излучение происходит ультразвука. Аналогично с радарными, сравнивается разность сигнала, излучаемого с отраженным и вычисляется расстояние до поверхности материала (жидкости).
гидростатические датчики уровня работают посредством измерения косвенной величины — давления столба жидкости. Давление пропорционально уровню жидкости в резервуаре.

Большинство современных датчиков уровня имеют в своей конструкции электронное реле с преобразователем. Электронная схема предназначена для преобразования измеряемой величины в стандартный сигнал. Сигнал может быть аналоговым и дискретным. Аналоговый может быть токовым 0..20мА и сигнал, называемый токовая петля 4..20мА или напряжением 0…5В, 0..10В.

Датчики уровня используются для защиты двигателя насоса от сухого хода, регулируют двигатели насосов скважин, наполняющих любые ёмкости с водой и не только, в системе холодного и горячего водоснабжения.

Датчик уровня воды своими руками

Посмотрим, на примере откачки воды из приямка, как можно сделать управление в автоматическом цикле поддержания уровня воды не выше положенного.

Имеем приямок с очень не чистого вида жидкостью, состоящей из воды и примесей охлаждающей жидкости для резцов металлорежущего станка.

Были рассмотрены все виды датчиков, однако, по цене и простоте исполнения подошла комбинированная конструкция, состоящая из проволоки длиной три метра (глубина приямка), прикреплена к поплавку (большая пластмассовая емкость с воздухом), на поверхности проволока крепится к пружинке с лепестком.

В качестве сигнала берется обычный дискретный сигнал 24В с обычного индуктивного датчика. Он отрабатывает на лепесток. Когда уровень воды в приямке растёт, поплавок поднимается ослабляя пружину. На конце пружины прикреплен лепесток, он поднимается за счёт разгибающей силы пружины. На лепесток, в свою очередь, отрабатывает индуктивный сенсор, подавая на катушку реле двигателя насоса, заставляя его откачивать воду с приямка. Для того, чтобы избежать частых включений отключений двигателя, в цепи датчик-катушка, стоит реле задержки выключения с уставкой на 10 минут.

Таким образом, при следующем срабатывании датчика, реле снова сработает и цикл повторится.

Конечно, для предохранения двигателя от сухого хода целесообразно поставить датчик протекания в патрубок, через который происходит откачка эмульсии. Но в нашем случае важна была простота конструкции. Вместо индуктивного сенсора можно использовать две пластины, соприкасающиеся друг с другом, что будет еще экономичнее.

Если вода или другая жидкость имеет однородный состав, тогда можно применить концу кто метрический одноэлектродный датчик уровня.

Например ДУ-1Н производителя «Рэлсиб», предназначенного для измерения уровня в различных типах жидкости. Датчик может работать в широких температурных пределах. Корпус не подвергается коррозии, состоит из высококачественной нержавеющей стали. В качестве изоляции используется керамика и фторопласт, это обеспечивает отличную изоляционную защиту. Устойчив ко многим механическим нагрузкам. Измерения не зависят от плотности жидкости. И не требует дополнительного ухода во время работы.

Выбор датчиков уровня

При выборе уровнемеров руководствуются следующими целями:

Вид измеряемой жидкости. Ее характеристики, находим паспортную плотность измеряемого материала. К каким веществам относится вещество, опасно для человека или нет.
Материал емкости, в которой будет производится измерение. От него зависит принцип действия уровнемера.
Нужен ли вам с датчика аналоговый стандартный сигнал или предпочтительнее работа в качестве реле. Некоторые модели имеют встроенные схемы для обработки аналогового сигнала и преобразуют его в сигнал битовой логики.
Необходимо знать пределы измеряемой величины, в очень длинных сосудах, с быстро меняющимся объемом, поплавковый конструктив работать будет не стабильно. В таком случае предпочтительнее радарный уровнемер.
Современные уровнеметры оборудуют жидкокристаллическим экраном с отображением параметров в реальном времени и возможностью сохранения максимальных и минимальных значений. В параметрах датчика задается несколько уровней срабатывания, на каждый уровень свой дискретный выход. Задается плотность среды в настройках.
Учитывают санитарные нормы для области применения. Например, в пищевой промышленности для измерения воды, напитков предъявляются высокие требования. Обязательно из нержавеющей стали.
Необходимость сертификатов. Например, некоторые измерители ростехнадзор должен проверить и утвердить для использования на опасных объектах. Некоторым требуется разрешение санитарно-эпидемиологической службы в основном для воды и пищевых продуктов.
Пригодность датчиков к применению во взрывоопасной среде. Применяются такие на нефтехимических производствах. Производитель гарантирует, что из-за таких систем во время всего срока службы не произойдет возгорание горючей среды, в которой она находится.
Нужно учитывать возможность механических воздействий на систему, вибрации, электромагнитных волн, агрессивных сред.
Наличие температурных перепадов системы, максимально возможные состояния.
Насколько важна точность измерений уровня, один из важнейших параметров.

Примеры датчиков, их параметры и область применения

Датчик емкостной ДЕ-1. Область применения: во взрывоопасных средах металлургической, химической промышленности, и др. Отслеживание величины уровня, а также значений температуры жидких сред и сыпучих материалов. Питание осуществляется 8 .. 30В постоянного тока. применяются в системах аварийной защиты.
ЭСУ-1К сигнализатор уровня. Корпус сделан из фторопласта и стали. Размещают во взрывоопасных средах. Источник питания располагается вне опасной среды. питание 127…220В. Измерение жидких материалов таких как вода, спирт, нефть. Чувствительный элемент помещается в измеряемый материал, принцип действия емкостной. Материал блока питания из алюминиевого сплава.
РУ-305 реле уровня. Отслеживание состояния уровня жидких веществ. Взрывобезопасное исполнение. Температура использования -50..+50С. Не используются в химически агрессивных средах. Строго работают в одном положении, наклон недопустим. Работает измерение путем перемещающегося поплавка с магнитом. Отрабатывает путем срабатывания герконов. Точность измерений до 5мм. питание 220В, ток 1А.
Сигнализатор уровня СУ-100. Измерение уровня жидких и твердых веществ. Напряжение питания 24В. В составе имеется электромагнитное реле, чувствительный элемент помещается непосредственно в исследуемую жидкость. Измеряют предельное положение твердых веществ: песок, гравий, зерна.

Rosemount 5600 радарный уровнемер. Бесконтактное измерение любого вида веществ. Важна правильность установки, от этого зависит точность измерений. Питание 24-240В. Прибор не терпит электромагнитных излучений. Взрывозащитный корпус. Имеет блок дисплея. Для уровнемера разработано собственное приложение, упрощающее настройку . Применяется для измерения температуры в емкости. Для правильного полноценного использования возможностей уровнемера требуется квалифицированная настройка прибора. Необходимо использовать параметры при настройке:

расстояние между опорной точкой и уровнем;
внутренний диаметр трубы;
длина подсоединения уровнемера.

Существует огромное количество разновидностей датчиков в продаже . Выбор необходимо остановить на наиболее экономически выгодном варианте для конкретного проекта.

Емкостные датчики уровня — устройство, принцип работы, применение

Датчики уровня емкостного типа используются в первую очередь как средства контроля уровня различных жидкостей. Процесс контроля базируется на том, что любая жидкость обладает определенной диэлектрической проницаемостью. Поэтому и принцип работы емкостного датчика уровня заключается в следующем.

Главным элементом емкостного датчика уровня является специальный высокочувствительный конденсатор, способный изменять свою емкость в зависимости от того, в какую среду он помещен. Чувствительность конденсатора позволяет датчику одинаково эффективно работать как с диэлектрическими жидкостями, так и с жидкостями, обладающими минимальной диэлектрической проницаемостью.

Датчик просто устанавливают в резервуаре, предназначенном для жидкого материала, уровень которого в данном резервуаре (например в трубе) нужно контролировать. За базовую диэлектрическую проницаемость здесь принимается текущая диэлектрическая проницаемость воздуха. И как только жидкость соприкоснется с чувствительным элементом датчика, емкость чувствительного конденсатора изменится. В этот момент датчик сработает — будет зафиксирован контрольный уровень жидкости.

Между прочим, датчики уровня емкостного типа способны реагировать на жидкость и вовсе без прямого контакта чувствительного элемента с ней. Ведь фиксация изменения диэлектрической проницаемости может осуществляться и через диэлектрический материал корпуса резервуара, внутри которого варьируется уровень жидкости. Контроль может производиться например через крышку, стенку или дно резервуара, стоит жидкости достичь точки, где установлен чувствительный элемент датчика.

Емкостные уровнемеры с коаксиальными электродами используются для измерения уровня неэлектропроводных сред. Недостатком коаксиального чувствительного элемента является плохое заполнение его контролируемым веществом, особенно при повышенной вязкости среды и наличии твердых примесей.

Датчики выпускаются в различных исполнениях: по форме, размеру, конструкции чувствительного элемента, а также по конструкции и размеру корпуса и типу установки датчика (встраиваемые в стенку или крышку, размещаемые рядом с емкостью, размещаемые на подвесе внутри емкости).

В случае использования в качестве чувствительного элемента одинарного электрода роль второго электрода конденсатора выполняет заземленная стенка резервуара, если она металлическая, либо специальный заземленный металлический электрод, если стенка резервуара выполнена из диэлектрика. Одинарные электроды могут представлять из себя жесткие стержни или гибкие тросы.

Для измерения уровня электропроводных сред измерительный электрод покрывают изоляционным слоем. В качестве изоляции, как правило, используется фторопласт.

Емкостные датчики уровня жидкости находят применение в самых разных современных областях промышленности, ведь они совместимы практически с любыми жидкостями. Это и сельское хозяйство с его жидкими удобрениями и системами полива. Это и пищевая отрасль (молоко, вода, напитки).

В нефтехимической промышленности необходимо контролировать уровень нефтепродуктов. В фармацевтике — жидкие препараты. Во многих отраслях крайне важен контроль уровня воды, в том числе и подземных вод, а также вод в системах хранения, водоснабжения, водоотведения и канализации на предприятиях и просто в зданиях.

Датчик способен, таким образом, измерять уровень жидкого продукта, и при необходимости, взаимодействуя с автоматикой, поддерживать требуемое значение. Он может контролировать наполнение емкости жидкостью и процесс прохождение жидкости по трубопроводу, а также отслеживать расход. Таким образом, емкостной датчик уровня жидкости — незаменимое решение для систем автоматизации на разного рода предприятиях.

Ряд преимуществ выделяет емкостные датчики среди средств контроля уровня других типов. Емкостные датчики совместимы даже с химически агрессивными и пожароопасными веществами.

Они могут работать с продуктами практически любых физических свойств, с резервуарами любых объемов, форм и размеров (в силу возможности бесконтактного взаимодействия). Помещение может быть задымленным, запыленным, в нем может иметь место повышенная влажность воздуха, что не помещает работе датчика.

Датчик просто устанавливается на свое место, при этом он очень прост в обслуживании. В результате срок эксплуатации датчика может измеряться годами, а точность и надежность при правильном использовании останутся неизменными.

Конечно, есть у емкостных датчиков и недостатки. Они, например, чувствительны к образованию пены, к налипанию материала или осадков, что может вызвать ложные срабатывания. Поэтому регулярное обслуживание таким датчикам необходимо. Конечно стоят они дороже датчиков других видов.

В любом случае, перед установкой датчик необходимо точно отрегулировать, а в процессе эксплуатации нужно следить за его состоянием. Тогда и надежность и точность контроля останутся на высоте.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Уровнемеры для жидкости

Бесконтактный радарный уровнемер PiloTREK 25 Гц (К-диапазон) работает с жидкостями и суспензиями, имеющими относительную диэлектрическую постоянную ≥ 1,9. В процессе измерения преобразователь не контактирует с продуктом.

Уровнемер используют для автоматизации процессов, удобно подключая его к общей системе. Прибор PiloTREK подходит для резервуаров с изменением уровня до 5 м/ч), где крайне важно получить точные показатели. В этой среде устройство демонстрирует стабильную работу.

Устройство измеряет уровень жидкостей и сыпучих материалов с относительной диэлектрической постоянной ≥ 1,4. В зависимости от исполнения зонда прибор можно применять в различных отраслях. Справляется со своей задачей даже в агрессивных средах без потери точности и диапазона измерения. Для работы в этих условиях микроволновый уровнемер MicroTREK покрывают дополнительным защитным слоем.

Ультразвуковой уровнемер EasyTREK содержит реле для контроля предельных уровней и управления устройствами-исполнителями по сигналам крайних допустимых значений. Прибор можно использовать при максимальном давлении в 3 бара, в то время как рабочий диапазон — 25 м. Для стандартных резервуаров этого значения более чем достаточно.

Ультразвуковой уровнемер EasyTREK во взрывоопасном исполнении допустимо применять даже в агрессивных средах. Для открытых каналов и общего измерения расхода целесообразно снизить диапазон до нижнего предельного значения. Чтобы получить более высокий уровень точности показателей, следует располагать уровнемер максимально близко к поверхности измеряемой жидкости.

В ультразвуковой жидкостный уровнемер EchoTREK встроены сенсоры с высоким уровнем эффективности и узким углом пучка излучения. На выбор заказчика мы изготавливаем эти элементы из любого материала: полипропилена, PVDF, тефлона и нержавеющей стали.

Интеллектуальное программное обеспечение QUEST+TM управляет процессом измерения, что гарантирует высокую точность полученных данных. Ультразвуковой жидкостный уровнемер EchoTREK измеряет не только уровень, но и поток в открытых каналах. Подключается к любым электронным приборам.

Универсальный уровнемер NIVOCAP отличается высокой чувствительностью к изменениям среды. Это позволяет ему быть на шаг впереди прочих устройств, диапазон которых меняется в зависимости от наличия или отсутствия мертвой зоны.

Универсальный измеритель может подключаться к внешним устройствам через цифровой протокол HART или аналоговый выход. Отсутствие технических излишеств позволяет обеспечить доступную стоимость прибора. В компании «Анкорн» вы можете заказать преобразователь уровня NIVOCAP в обычном, высокотемпературном и взрывоопасном исполнении.

Байпасный уровнемер NIVOFLIP входит в категорию поплавковых магнитных устройств. Используется для визуального определения уровня в тех случаях, когда невозможно подключить устройство к электросети. Работает при температуре 250 градусов и давлении 100 бар, при которых не включаются (работают) другие датчики. Функционал также может расширяться за счет подключаемых опций.

Внешне байпасный измеритель NIVOFLIP похож на трубу, установленную на стенке емкости. Он работает следующим образом: внутри находится поплавок, а снаружи — двухцветная шкала с магнитными индикаторами уровня. В этом случае не требуется подключение электроники и установки дополнительного электропитания.

Преобразователь NIVOPRESS D относится к классу врезных гидростатических приборов. Эта категория уровнемеров позволяет получить высокоточные показатели при несложной компактной конструкции и доступной цене.

Для измерителя уровня и давления не имеет значения степень загрязнения материала. Таким образом, прибор оптимально работает с чистыми, вязкими или липкими продуктами. Первичный параметр измерения — давление, а для измерения уровня NIVOPRESS D программируется согласно параметрам среды.

Датчик NIVOPRESS N относится к погружным гидростатическим уровнемерам. По внешним параметрам это зонд, который опускается на глубину скважины до 200 метров. Для точности измерений важно, чтобы конец кабеля не погружался в воду. В местах с риском затопления применяют ввинчивающееся исполнение уровнемера.

Первичный параметр измерения прибора — давление водяного столба, воздействующее на нижний элемент зонда. По этому параметру рассчитывается уровень. Погружной гидростатический датчик уровня NIVOPRESS N незаменим при работе с сильно загрязненными жидкостями, а также глубоководными резервуарами (скважинами, колодцами).

Поплавковый уровнемер NIVOTRACK используется для непрерывного определения уровня продукта. Высокое быстродействие устройства и конструкционные особенности позволяют добиться в 2-3 раза меньшего количества ошибок и отказов по сравнению с ультразвуковыми и радарными средствами измерения.

Эффект магнитострикции обеспечивает разрешение в 0,1 мм. В компании «Анкорн» вы можете заказать магнитострикционный уровнемер NIVOTRACK во взрывобезопасном исполнении, что позволяет использовать его в агрессивных средах.

Точные и надежные приборы для непрерывного измерения уровня жидкостей в различных условиях. Приборы используются в тех случаях, когда необходим непрерывный контроль уровня. Эти датчики формируют два вида сигнала на выходе: аналоговый и цифровой.

Датчики делятся на:

Уровнемеры с контактным методом измерения (измерительный зонд погружается в жидкость);
Уровнемеры с бесконтактным методом измерения (части уровнемера не соприкасаются напрямую со средой).

Компания «Анкорн» предоставляет большой выбор уровнемеров для жидкостей

Уровнемеры для жидкостей
Прибор	Принцип действия	Диапазон измерения	Выход	Описание	Применение
Ультразвуковой уровнемер EasyTREK для жидкостей

NIVOCAP

Уровнемеры для жидкости в емкостях классифицируются по принципу их действия.

Контактные уровнемеры жидкости:

Бесконтактные уровнемеры жидкости:

Купить уровнемер для жидкости с 5-летней гарантией можно на нашем сайте. Наша компания является официальным дилером венгерского приборостроительного завода NIVELCO и поставляет только современную и качественную продукцию. Наши инженеры помогут подобрать подходящий прибор именно для условий и параметров вашего производства. Помощь профессионалов поможет увеличить производительность вашего завода и свести на нет человеческий фактор в кротчайшие сроки. Всегда рады проконсультировать по выбору оборудования по 8 800 333-43-14.