Поплавковые средства измерения уровня

Поплавковые уровнемеры узкого диапазона (рис. 5.2а) обычно представляют собой устройства, содержащие шарообразный поплавок. Поплавок плавает на поверхности жидкости и через штангу и специальное сальниковое уплотнение соединяется либо со стрелкой измерительного прибора, либо с преобразователем 1 угловых перемещений в унифицированный электрический или пневматический сигнал. Выпускают два типа уровнемеров узкого диапазона, которые отличаются способом их установки на технологических аппаратах: фланцевые (рис. 5.2а) и камерные. Минимальный и максимальный диапазоны измерений этих уровнемеров составляют соответственно от 0 до 10 мм и от 0 до 200 мм. Класс точности 1,5.

Поплавковые уровнемеры широкого диапазона (рис. 5.2б) представляют собой поплавок 1, связанный с противовесом 4 гибким тросом 2. В нижней части противовеса укреплена стрелка, указывающая по шкале 3 значения уровня жидкости в резервуаре. При расчетах поплавковых уровнемеров подбирают такие конструктивные параметры поплавка, которые обеспечивают состояние равновесия системы «поплавок – противовес» только при определенной глубине погружения поплавка. Если пренебречь силой тяжести троса и трением в роликах, состояние равновесия данной системы может быть описано уравнением

,                                   (5.1)

где G_r, G_п – силы тяжести противовеса и поплавка соответственно; S – пло-щадь поплавка; h ₁ – глубина погружения поплавка; r_ж – плотность жид-кости.

а

б

Рис. 5.2. Схемы поплавковых уровнемеров: узкий (а)
и широкий (б) диапазоны

При повышении уровня жидкости изменяется глубина погружения поплавка и на него действует дополнительная выталкивающая сила. В результате равенство (5.1) нарушается, и противовес опускается до тех пор, пока глубина погружения поплавка не станет равной h ₁.

При понижении уровня действующая на поплавок выталкивающая сила уменьшается и поплавок начинает опускаться до тех пор, пока глубина его погружения не станет равной h ₁.Для передачи информации о значении уровня жидкости в резервуаре применяют сельсинные системы передачи. Обычно ось сельсина-датчика кинематически связана с барабаном, вращение которого осуществляется в процессе перемещения троса, а ось сельсина-приемника – со счетным механизмом. Предел измерения уровнемеров широкого диапазона составляет 0,5÷20 м.