НАЛАДКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ
Пьезометрические системы измерения уровня
Пьезометрические системы измерения уровня применяют для контроля уровня жидкости в открытых емкостях или в емкостях, находящихся под небольшим избыточным давлением. На рис. 184 лредстав - лены принципиальные схемы измерения уровня как с помощью пьезотрубки и манометра, так и с помощью дифференциального преобразователя перепада давления.
Для измерения уровня в сосудах при отсутствии давления (рис. 184, а) питающий воздух подают через редукционный пневмоклапан 6 в стакан 4
заполненный жидкостью. Давление воздуха на выходе пневмоклапана 6 измеряют манометром 5, а расход определяют по числу пузырьков в стакане в единицу времени, например в минуту. Пневмоклапан 6, манометр 5 и стакан 4 объединяют в одно устройство —блок питания воздухом щитовой (БПВЩ). Воздух от БПВЩ подается в пьезотрубку 2, а уровень в емкости 1 контролируется вторичным прибором 3.
При необходимости измерить уровень в сосуде под давлением (рис. 184, б) сжатый воздух подается одновременно в две трубки 2. Трубку, погруженную в сосуд, подключают к плюсовому отбору преобразователя 7.
Для измерения уровня в сосудах под давлением без продувки сжатым воздухом (рис. 184, в) на высоте верхнего значения контролируемого уровня устанавливают уравнительный сосуд 8, соединенный с плюсовым отбором преобразователя 7. В этом случае максимальный перепад давлений будет при пустой емкости, а нулевой —при на-'
Рис. 184. Монтаж пьезометрических преобразователей уровня в емкости без давления (о) и под давлением с продувкой (б) и без продувки (в) сжатым воздухом:
1 — емкость, 2— г. ьезотрубка, 3—вторичный прибор, 4—мерный стакан. 5 — технический манометр, б — редукционный пневмоклвпан, 7 — преобразователь перепада давления. в— уравнительный со.;уд
полненной до верхнего предела. Поэтому шкала преобразователя в этом случае будет обратной.
Существует зависимость р = + р0, где р —давление в пьезо
трубке, Па; Н — уровень среды над концом трубки, м; 7 — плотность среды, кгс/см3; р0 —давление газа над жидкостью.
Очевидно, что при постоянных 7 и р0 давление р пропорционально уровню жидкости Н.
Особое внимание должно быть уделено проверке правильности монтажа отборных устройств и преобразователей. При проверке монтажа систем обращают внимание на длину пьезотрубок и глубину их погружения в сосуды, места врезки питающих линий в импульсные и на высоту установки уравнительных сосудов. Герметичность всей системы проверяют в комплекте, включающем и БПВЩ. Диаметр пьезотрубки выбирают в 2—3 раза большим, чем диаметр импульсной линии.
Перед включением в работу системы измерения необходимо убедиться, что давление воздуха на выходе БПВЩ больше, чем давление в пьезотрубке р. Затем в уравнительные сосуды заливают жидкость.
Наладка систем на действующем оборудовании сводится к правильному подбору расхода питающего воздуха. С уменьшением расхода питающего воздуха повышается точность работы системы, но снижается ее быстродействие, а также повышается чувствительность системы к самым малым негерметичностям импульсных линий. При увеличении расхода питающего воздуха быстродействие системы увеличивается, но снижается точность ее работы.
Коэффициент приращения объема для цилиндра будет равен
Как правило, точность работы пьезометрических уровнемеров связана с отклонением плотности измеряемых сред от расчетных значений. При непостоянной плотности жидкости в сосуде иногда приходится измерять массовое количество вещества в объеме. Для перехода к измерению количества необходимо знать приращение объема резервуара на единицу высоты. Для резервуаров в форме цилиндра с диаметром D объем v будет равен
Преобразователь измерит давление р = kv 4Я,
которое будет пропорционально количеству вещества в сосуде.
Систему контроля количества вещества дополняют системой сигнализации предельного значения уровня, чтобы не допустить переполнения сосуда. Система сигнализации предельного давления в гидростатической системе контроля количества вещества должна быть настроена на давление р, определяемое по формуле
