Электронные датчики уровня

На современных промышленных предприятиях внедрение различных систем автоматизации управления технологическими процессами направлено, прежде всего, на решение вопросов, связанных со снижением необходимости вмешательства операторов в работу производственных линий и оборудования. Большое внимание при этом уделяется точности и быстроте срабатывания всех элементов системы. В связи с этим большие требования сегодня предъявляются к приборам и устройствам, используемым в автоматизированных системах, в том числе в процессах измерения и контроля уровня воды, жидких веществ, сыпучих и других материалов.

Емкостные датчики измеряют уровень продукта по изменению емкости встроенного конденсатора при изменении уровня. Кондуктометрические датчики контролируют уровень продукта на базе измерения сопротивления цепи, образуемой между средой контроля и входящими в датчик электромагнитным реле и электродом. Емкостные и кондуктометрические датчики уровня являются наиболее выгодными вариантами по стоимости покупки и внедрения приборов и способны работать как в качестве уровнемеров, так и в качестве сигнализаторов уровня, но при этом требуют тщательной настройки для работы с тем или иным продуктом.

Гидростатические датчики предназначены для контроля уровня жидких и газообразных продуктов. Измерение производится через определение высоты столба жидкости или газа по уровню его давления на чувствительный элемент датчика. Гидростатические электронные датчики уровня способны производить непрерывные измерения, а также сигнализировать предельные значения.

Вибрационные сигнализаторы применяются для контроля предельных значения уровня сыпучих материалов или жидких продуктов. Специальный пьезоэлектрический элемент генерирует колебания встроенного штыря или вилки с заданной частотой, изменяющейся при достижении продуктом места установки датчика. При изменении частоты электронный блок управления фиксирует достижение заданного уровня.

Оптические сигнализаторы уровня работают по принципу фотоэлементов и предназначены для контроля предельных значений. В зависимости от выбранной модификации датчика испускаемые излучателем прибора световые волны определенной длины прерываются контролируемой средой или отражаются от нее. В первом случае непопадание излучения в приемник ведет к срабатыванию датчика. Во втором случае уровень продукта определяется по углу отражения и скорости возвращения излучения в приемник.

Ультразвуковые датчики имеют схожий принцип работы и используют для измерения ультразвуковые импульсы, отражающиеся от продукта. Уровень продукта измеряется по времени прохождения импульса с учетом объема емкости и типа контролируемого вещества. Ультразвуковые устройства успешно применяются для контроля как жидких, так и сыпучих продуктов и могут использоваться как в качестве сигнализаторов предельного уровня, так и в качестве уровнемеров для непрерывного контроля.

Радиоизотопные уровнемеры работают на базе излучения Гамма-лучей, проходящих через контролируемый продукт и попадающих в счетчик Гейгера. Соответственно уровень продукта определяется через измерение поглощаемого продуктом излучения: чем меньше излучения попадает на счетчик Гейгера, тем выше уровень. Главным недостатком работы с радиоизотопными устройствами является их опасность для рабочего персонала и высокие требования к организации рабочего процесса.

Наиболее высокотехнологичными сегодня являются микроволновые радарные уровнемеры. В данном случае измерение и контроль уровня происходит с помощью микроволнового электромагнитного излучения, исходящего от датчика. Как правило, в радарных электронных уровнемерах излучатель и приемник объединены в одной антенне. В отличие от других способов контроля уровня микроволновые радарные устройства менее чувствительны к свойствам продукта, а также к возможному образованию пыли, пены, испарения. При этом радиоволновые датчики отличаются существенно большей стоимостью по сравнению с другими типами приборов.