Буйкові засоби вимірювання рівня

В основу роботи буйкових рівнемірів покладене фізичне явище, яке описується законом Архімеда. Чутливим елементом у цих рівнемірах є циліндричний буй, виготовлений з матеріалу із густиною, більшою за густину рідини. Буй перебуває у вертикальному положенні і частково занурений у рідину. При зміні рівня рідини в апараті маса буя в рідині змінюється пропорційно зміні рівня. Перетворення ваги буя в сигнал вимірювальної інформації здійснюється за допомогою уніфікованих перетворювачів «сила—тиск» і «сила—струм». Відповідно до виду використовуваного перетворювача сили розрізняють пневматичні та електричні буйкові рівнеміри. Схема буйкового пневматичного рівнеміра наведена на рис. Рівнемір працює в такий спосіб. Коли рівень рідини в апараті дорівнює початковому h₀ (в окремому випадку h₀ може дорівнювати 0), вимірювальний важіль 2 перебуває в рівновазі, тому що момент М₁, створюваний вагою буя G, зрівноважується моментом М₂, створюваним противагою N. Коли рівень рідини стає більшим h₀, частина буя занурюється в рідину, при цьому вага буя зменшується, а отже, зменшується і момент М₁, створюваний буєм на важелі 2. Внаслідок того, що М₂ стає більшим М₁, важіль 2 повертається навколо точки 0 за годинниковою стрілкою і прикриває заслінкою 7 сопло 8. Тому тиск у лінії сопла збільшується. Цей тиск надходить у пневматичний підсилювач 10, вихідний сигнал якого є вихідним сигналом рівнеміра. Цей самий сигнал одночасно посилається в сильфон негативного зворотного зв'язку 5. Під дією тиску Рвих виникає сила R, момент М₃ якої збігається за напрямком з моментом М₁, тобто дія сили R спрямована на відновлення рівноваги важеля 2. Рух вимірювальної системи перетворювача відбувається до того часу, доти сума моментів всіх сил, що діють на важіль 2, не стане дорівнювати 0. Крім розглянутої модифікації пневматичних рівнемірів, випускаються рівнеміри, оснащені уніфікованим перетворювачем «сила—тиск». Верхні межі вимірювання рівнеміра з уніфікованим електричним сигналом обмежені значеннями 0,02-16 м. Буйкові засоби вимірювання рівня застосовуються при температурі робочого середовища від -40 до +400°С і тиску робочого середовища до 16 МПа. Класи точності буйкових рівнемірів 1,0 і 1,5.

Гідростатичні засоби вимірювання рівня

Вимірювання рівня гідростатичними рівнемірами зводиться до вимірювання гідростатичного тиску Р, Па, створюваного стовпом h рідини постійної густини ρ, відповідно до рівності: Р=ρ•g•h. 

Вимірювання гідростатичного тиску здійснюється: - манометром, який підключають на висоті, що відповідає нижньому граничному значенню рівня; - диференціальним манометром, який підключають до резервуара на висоті, що відповідає нижньому граничному значенню рівня, і до газового простору над рідиною; - вимірюванням тиску газу (повітря), який прокачується по трубці, опущеної в рідину, що заповнює резервуар, на фіксовану глибину. На рис. наведена схема вимірювання рівня манометром. Застосовуваний для цих цілей манометр 1 може бути будь-якого типу з відповідними межами вимірювання, обумовленими залежністю. Вимірювання гідростатичного тиску манометром може бути здійснено і за схемою, наведеною на рис. Відповідно до даної схеми про значення вимірюваного рівня роблять висновок про тиск повітря, що заповнює манометричну систему. У нижній частині манометричної системи розміщена ємність 2, отвір якої перекрито тонкою еластичною мембраною 1, а у верхньому отворі приєднаний манометр 3. Застосування еластичної мембрани виключає розчинення повітря в рідині, однак вводить похибку у визначення рівня через пружність мембрани. Перевагою даної схеми вимірювання гідростатичного тиску є незалежність показань манометра від його розміщення щодо рівня рідини в резервуарі.