Время работы:
ПН-ПТ с 9 до 18Заказы на сайте принимаются круглосуточно
Наш e-mail:
1@dwyer.ru
В данном разделе представлены приборы с релейным выходным сигналом "сухой контакт" и предназначенные для замыкания-размыкания цепи при достижении определенного уровня жидкости либо сыпучих материалов в емкости. Датчики уровня, предназначенные для измерения уровня в емкостях с аналоговым сигналом 4-20 мА, 0-10/5В, находятся в разделе "Датчики уровня". Индикаторы, предназначенные для визуального контроля уровня жидкости в различных емкостях и резервуарах представлены в разделе "Индикаторы уровня жидкости и воды".
Поплавковые средства измерений уровня получили широкое распространение в связи с простотой их конструкции и достаточно высокой точностью. Основными элементами поплавковых средств измерения уровня являются поплавок, передаточный механизм и отсчетное или регистрирующее устройство. При изменении уровня жидкости поплавок перемещается вместе с ней на всем диапазоне измерения.
Существует много конструктивных решений преобразователей. В основном это сигнализаторы уровня с механической связью поплавка и измерительной схемы, причем связь может быть как гибкой (нить, трос, лента), так и жесткой (рычаг, рейка). При использовании поплавковых уровнемеров с гибкой связью чрезвычайно затруднено измерение уровня в сосудах, работающих под давлением или требующих герметичности, так как при выводе гибкого элемента через сальниковый узел возникают значительные сопротивления, ведущие к погрешностям измерения уровня. В этих случаях предпочтительней применение уровнемеров с магнитной связью поплавка и измерительной схемы.
Для измерения уровня однородных, не выпадающих в осадок, не кристаллизующихся жидкостей в различных технологических резервуарах предназначено поплавковое реле уровня и электрические сигнализаторы уровня.
Принцип действия сигнализатора уровня (рис. 1) основан на зависимости положения поплавка, находящегося в измеряемой среде от ее уровня. При изменении уровня жидкости изменяется положение поплавка 5, связанного с постоянным магнитом 4. Аналогичный постоянный магнит 3 размещен в герметичном алюминиевом корпусе. Благодаря магнитной связи магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно друг друга, это перемещение управляет контактным устройством 2 через герметичную стенку. При достижении жидкостью верхнего предельного положения нормально закрытый контакт размыкается, а нормально открытый замыкается.
Конструктивно сигнализатор состоит из поплавка 5 с магнитом 4 закрепленным на оси кронштейна 6, размещенного в литом корпусе 1. У сигнализатора уровня (см. рис. 1,б) магнит 4 и поплавок 5 взаимодействуют друг с другом при помощи упоров 7 (магнит и поплавок независимо крепятся на оси 8, но магнит жестко связан с кронштейнами 9). У сигнализатора уровня (см. рис. 1,в) поплавок 5 взаимодействует с магнитом 4 при помощи регулируемых по высоте планок 10, расположенных на гибком тросе, натянутом противовесами 11. Погрешность срабатывания не превышает ±3 мм.
К электрическим методам измерения уровня (электрическим уровнемерам) относят: электроконтактные, кондуктометрические и емкостные. В общем случае изменение уровня преобразуется с помощью первичного измерительного преобразователя в электрический сигнал, измерение которого осуществляется приборами общепромышленного назначения.
Электроконтактные сигнализаторы уровня работают по принципу определения места замыкания контактов (чувствительного элемента) электрической электропроводной цепи - жидкостью при изменении ее уровня. Вследствие простоты конструкции и высокой точности электроконтактные сигнализаторы уровня получили самое широкое распространение.
Схемы простейших электроконтактных сигнализаторов и реле контроля уровня воды приведены на (рис. 2). Применяемость таких сигнализаторов обусловливается величиной тока в их цепи и значением переходного сопротивления контролируемой жидкости в цепи: сигнальный электрод Э1 - жидкость - стенка емкости (электрод Э2).
В производственных условиях применение электроконтактных сигнализаторов уровня ограничивается вследствие одного их существенного недостатка: в связи с загрязнением изолятора 1 электрода (вызванным выпадением осадка на нем, смачиваемостью, коррозией электрода и другими причинами) возникает ток утечки, который приводит к появлению «паразитной» проводимости от сигнального электрода Э1 на постоянный электрод Э2 по загрязненному изолятору, т.е. параллельно сопротивлению жидкости (см. рис. 2,а) подключается сопротивление цепи тока утечки Ry. При достаточно малом значении Ry в цепи возникает ток, вызывающий ложное срабатывание реле уровня воды или его ложный невозврат при понижении уровня.
Одним из эффективных методов уменьшения тока утечки является установка на изоляторе I (см. рис. 2,б) электрода, так называемого "охранного кольца" - кольцевого металлического электрода 2, к которому подводится напряжение той же полярности, что и на обмотку реле уровня жидкости, т.е. противоположный по отношению к сигнальному электроду. В этом случае сопротивление цепи утечки Ry замыкается практически все через ветвь Rd, т.е. ложные срабатывания исключаются. Сигнализаторы по такой схеме особенно незаменимы при контроле уровня пенящихся жидкостей, когда слой пены над уровнем жидкостей неуправляем и может достигать любого значения.
Рис. 1. Схемы электроконтактных сигнализаторов уровня:
а - прямого включения; б - с "охранным кольцом"; в - с "обрывом базы" транзистора
Рис. 2. Принципиальная схема сигнализатора (один канал)
С целью уменьшения рабочего тока срабатывания сигнализатора (и повышения уровня безопасности) довольно часто применяют схему, показанную на рис. 2.в, где используется эффект "обрыва" базы транзистора. Применение таких схем (несмотря на откровенно подкупающую простоту) вызывает серьезные возражения, так как при понижении уровня ниже электрода Э1 транзистор чаще всего выходит из строя из-за неуправляемости происходящих в нем процессов при обрыве базы.
Сигнализатор состоит из релейного блока и трех датчиков, выполненных из нержавеющей стали.
Электрическая схема блока (рис. 3) состоит из трех транзисторных релейных каскадов и единого блока питания.
Для обеспечения сопротивления срабатывания 5000 Ом (первый диапазон) контактный датчик подключают к контакту Ia. С целью уменьшения ложных срабатываний при загрязнении датчика предусмотрена возможность подключения датчиков через контакты 2а, при которой сопротивление срабатывания снижается до 700 Ом. Принципиальная схема особых пояснений не требует. Погрешность сигнализации уровня ±5 ММ, при этом напряжении переменного тока на электродах не более 7B. Датчики могут быть установлены и вертикально, и горизонтально.
Принципиально новых решений у других типов электроконтактных сигнализаторов практически нет, в основном различия касаются конструктивного характера или применяется микроэлементной базы.
Мембранные сигнализаторы уровня предназначены для сигнализации предельных уровней сыпучих неслёживающихся материалов в бункерах. Сигнализатор крепится в стенке бункера (через "окно", соответствующее контролируемому уровню). Усилие давления сыпучего материала воздействует на гибкую мембрану с жестким центром и через шарнирно установленную на 'Скобе металлическую пластину на переключатель. Датчики располагаются только на вертикальной стенке.
Маятниковые (контактно-механические) сигнализаторы уровня работают по принципу отклонения под действием сыпучеrо материала, поступающего в емкость, чувствительного элемента (пластинки или поплавка, выполненного в виде маятника с шарнирной или гибкой подвеской) и eгo воздействия на контактный или бесконтактный переключатель.
Измерение уровня сыпучих сред в емкостях различной формы и объема при автоматизации технологических процессов в пищевой промышленности - более сложная задача, чем контроль уровня жидких сред. Это связано с тем, что сыпучие материалы при заполнении и опорожнении емкостей не имеют горизонтальной поверхности, а образуют откосы в результате трения и некоторого сцепления между частицами сыпучего материала. Давление сыпучих сред на дно и стенки емкости непропорционально высоте уровня, так как на сыпучие материалы не действует закон Паскаля. Большинство сыпучих материалов (особенно соль, сахар, мука и аналогичные им) при хранении теряют сыпучесть, т.е. обладают свойством слеживания. Кроме того, они могут прилипать к поверхностям емкостей и чувствительным элементам преобразователей уровня, что в сочетании со слёживаемостью приводит к зависанию материалов на наклонных и в некоторых случаях на вертикальных плоскостях. Абразивность некоторых сыпучих материалов (зерна, соли и др.) вызывает повышенный износ датчиков уровня, устанавливаемых в бункерах, а кусковые материалы могут вызвать их механические повреждения. Ряд сыпучих материалов (мука, соль, концентрированные корма, сера и др.) образует в емкостях взвешенную, легко воспламеняемую, а при определенных условиях и взрывоопасную пыль. Поэтому электрические уровнемеры могут применяться только во взрывобезопасном исполнении.
Разнообразие условий измерения и характеристик сыпучих сред определяет большую номенклатуру приборов для измерения уровня сыпучих материалов: механические, контактно-механические и поплавковые, гидростатические и электрические, ультразвуковые и др. Необходимо отметить, что ряд выше рассмотренных приборов измерения уровня жидких сред можно успешно использовать для измерения уровня сыпучих материалов. Однако выпускаемые серийно приборы контроля уровня сыпучих материалов не обеспечивают решения всего многообразия задач, возникающих при внедрении АСУ ТП пищевой промышленности.
Есть много типов технологий с использованием релейного переключения. Так для определения уровня порошка и других сыпучих материалов есть множество способов. С выпуском компанией Proximity Controls серии TFLS (настраиваемое вибрационное реле уровня) и серии LTS (реле наклона) компания Dwyer теперь предлагает пять различных технологий по точечному определению уровня для порошка и других сыпучих материалов. Это: диафрагма, лопатка, наклон, емкость и вибрация.
Самой старой и самой простой технологией является использование диафрагменных реле. Эти реле устанавливаются на боковой стенке емкости с внешней стороны, используя фланец, или устанавливаются в верхней части емкости в виде подвески на трубе. Реле включается, когда в емкости увеличивается высота материала, и он начинает давить на диафрагму. Когда уровень материала уменьшается, диафрагма реле возвращается в нормальное положение.
Серия диафрагменных реле уровня выпускается компанией Proximity Control под торговой маркой Ultra Mag™ . Эта серия имеет патентованную характеристику магнитной герметизации отсека с электрическими схемами от материала технологического процесса, что уменьшает необходимость в обслуживании, улучшает чувствительность и делает устройство очень надежным.
Преимущества: Устройства устанавливаются заподлицо и не имеют датчика выступающего в емкость. В других типах сенсоров датчик или лопатка могут быть легко сломаны. Это устройство очень хорошо подходит для использования с тяжелыми, текущими, а также имеющими большие размеры частиц, материалами. Также они не требуют калибровки.
Недостатки: Эти устройства чувствительны к давлению; так в сосудах под давлением должна использоваться воздухопроницаемая диафрагма или вентилирование. Также надо учитывать, что эти устройства являются механическими и имеют диафрагму, которая изнашивается при ее использовании длительное время.
Реле уровня с лопаткой является наиболее обычным способом для определения уровня порошка и других объемных материалов. Этот тип реле также устанавливается на боковой стороне емкости с внешней стороны с использованием фланца или устанавливается в верхней части емкости на удлинителе. Эти устройства имеют двигатель, который вращает лопатку внутри емкости. При увеличении высоты материала лопатка закрывается материалом и она прекращает вращаться, происходит отключение двигателя и активируется реле. Когда уровень материала уменьшается и лопатка освобождается, пружина опять запускает двигатель и реле возвращается в нормальное состояние.
Серия реле уровня с лопаткой PLS выпускается компанией Proximity Control. Эта серия имеет встроенную магнитную муфту, которая уплотняет отсек с электрической схемой от материала процесса, уменьшая необходимость в обслуживании и увеличивая надежность. Также магнитный привод создает немеханический захват со скольжением, что предотвращает повреждение двигателя и приводного механизма от внезапной или излишней нагрузки на лопатку. Особенностью также является внешняя индикация включения.
Преимущества: Это технология низкой стоимости. Устройства легки в пользовании, так как нет необходимости в электронной калибровке для приложений и они универсальны для различных приложений.
Недостатки: Устройства являются механическими и двигатель будет изнашиваться при использовании, они не будут работать с очень легкими материалами и устройства должны приобретаться с учетом используемого электропитания.
Реле наклона используется для индикации высокого уровня, так как они подвешиваются на кабеле или цепи над материалом, уровень которого определяется. Так как высота материала увеличивается и приходит в контакт с датчиком материал давит на датчик и наклоняет его. Когда датчик наклоняется примерно на 25 градусов, шарик внутри разрывает контакт и приводит в действие реле. Когда уровень материала уменьшается, датчик снова становится вертикальным и реле возвращается в нормальное положение.
Реле уровня с наклоном серии LTS производится компанией Proximity Control. Серия имеет контакты реле, которые свободны от ртути и выполнены из стали или нержавеющей стали 316 SS.
Преимущества: Эта технология имеет значительные преимущества для приложений с открытыми емкостями, где нет возможности установить стационарный датчик. Они также очень удобны для материалов с большими частицами.
Недостатки: Устройства являются механическими и будут изнашиваться. Они будут работать только с тяжелыми материалами и имеют специфический монтаж.
Емкостные реле уровня очень удобны для использования с широким классом приложений, так они могут использоваться для жидкостей, порошков и других сыпучих материалов. Этот тип реле может устанавливаться в любом положении и датчик может быть укорочен или удлинен почти для любого необходимого измерения. Емкостные реле уровня определяют уровень материала по изменению емкости датчика возникающей от движения диэлектрических материалов между датчиком и опорным земляным уровнем, например стенкой резервуара. При увеличении высоты материала и при контакте его с датчиком изменяется емкость датчика от нормально прокалиброванного состояния и активируется реле. Когда уровень материала уменьшается, датчик опять чувствует изменение емкости и реле возвращается в нормальное состояние.
Емкостное реле уровня серии CLS2 является вторым поколением устройств производимых компанией Proximity Control. Серия имеет автоматическую калибровку, универсальное питание, защитное покрытие, внешнюю индикацию переключения и отказоустойчивую настройку.
Преимущества: Устройства не механические и в них нет изнашиваемых деталей, заедания и поломок. Они не нуждаются в регламентном обслуживании. Эта технология очень удобна для материалов образующих покрытие, так как устройства защищены от накопления продукта на датчике. Они также удобны для сосудов высокого давления , когда плотность сыпучего материала может изменяться.
Недостатки: Устройства должны калиброваться для конкретного приложения и, если калибровка не выполнена правильно, могут быть броски при попадании различных диэлектрических материалов в один резервуар.
Вибрационные реле уровня очень чувствительны и удобны для легких материалов. Этот тип реле устанавливается на боковой стенке емкости на внешней стороне или устанавливается в верхней части емкости на удлинительной трубе. Реле уровня с чувствительной вилкой имеет пъезоэлектрический кристалл, который заставляет вибрировать вилку на ее собственной частоте. При увеличении высоты материала вилка приходит в контакт с материалом, демпфирующим вибрацию и активирующем реле. Когда уровень материала уменьшается, вилка становится свободной от материала и реле возвращается в нормальное состояние.
Реле уровня с чувствительной вилкой серии TFLS производится компанией Proximity Control. Серия имеет универсальное питание, внешнюю индикацию переключения, настраиваемую чувствительность и отказоустойчивой настройкой.
Преимущества: Вибрационные реле не нуждаются в калибровке для диэлектрической проницаемости или плотности сыпучего материала, делая легкой установку и настройку. Они идеальны для легких порошков, давая чувствительность для материалов с более низкой плотностью по сравнению с другими технологиями. Снижение по плотности до 30 г/л.
Недостатки: Устройство неудобно для материалов, образующих покрытие. Датчик может физически повреждаться и в результате устройство не работает и эта технология наиболее дорогая.
Это простое руководство для выбора правильной технологии, зависящей от многих факторов, включая свойства материала: текучестью, абразивностью, химической совместимостью, температурой, размером частиц, липкостью и т.д.; и свойствами приложений: необходимость учета окружающей среды (например, взрывоопасностью), давлением в емкости, расположением датчика и т.д. Проконсультируйтесь со специалистом, если Вам нужна более подробная информация для помощи в выборе устройства для специального приложения.
Мы предлагаем только прямые поставки контрольно-измерительных приборов с завода Dwyer. Список и описание продукции полностью соответствует печатному каталогу и оригинальному сайту компании-изготовителя. Поделитесь с коллегами ссылкой на эти приборы, нажмите на кнопку социальной сети:
