Радиоизотопные и акустические уровнемеры
Измерения уровня жидкости этими приборами основано на изменении интенсивности радиоактивного излучения при прохождении её через слой жидкости. Источник и приёмник излучения располагаются снаружи на противоположных сторон аппарата, уровень жидкости которых измеряется если уровень жидкости находится ниже линии, соединяющей источник и приёмник излучения, то последний фиксирует большую интенсивность излучения, и наоборот. Изменение интенсивности излучения преобразуется в электронном блоке в электрический сигнал, который измеряется вторичным прибором. Радиоактивные уровнемеры применяют для измерения уровня в закрытых резервуарах, заполненных агрессивной или легковоспламеняющейся жидкостью, а также жидкостью под высоким давлением или при высокой температуре (расплавленные металлы).
Для измерения уровня агрессивных горючих жидкостей без соприкосновения с ними применяют радиоизотопные уровнемеры, которые состоят из излучателя γ-лучей (радиоизотопа) и приемника излучения (счетчика), устанавливаемых в одной горизонтальной плоскости. При прохождении жидкости через эту плоскость резко уменьшается интенсивность излучения, в результате чего изменяется выходной сигнал вторичного прибора. Схема прибора построена по компенсационному принципу. При изменении уровня в измерительной цепи появляется сигнал, воздействующий на устройство обратной связи, которое, в свою очередь, перемещает источник и приемник γ-излучения. Перемещение происходит до такого уровня жидкости, при котором сигнал в цепи приемника пропадает. Уровнемер УР-8рассчитан на диапазон измерения 0-2 и 0-10 м, при этом погрешность измерения около ±10 мм. Из-за радиоактивного излучения, опасного для обслуживающего персонала, радиоизотопные уровнемеры применяют ограниченно.
Более безопасными при эксплуатации являются акустические или ультразвуковыеуровнемеры, принцип действия которых основан на эффекте отражения ультразвуковых волн от границы раздела жидкости и газа. Уровень жидкости в них зависит от времени прохождения этих волн от источника до приемника.
В одних уровнемерах (акустических) ультразвуковые волны идут через газовую среду, что обусловливает независимость показаний прибора от вида жидкости (однородная, неоднородная, агрессивная), которая может находиться поддавлением до 4 МПа и иметь температуру от 5 до 80 °С. В других уровнемерах (ультразвуковых) источник установлен под резервуаром, и ультразвуковые волны распространяются в жидкостной среде. Эти уровнемеры используют только для однородных жидкостей, поэтому они не получили широкого распространения.
Структурная схема акустического уровнемера ЭХО-1 показана на рисунке 6.5. Генератор Г вырабатывает электрические импульсы с заданной частотой. Под их действием акустический преобразователь АПр распространяет ультразвуковые волны, которые в воздушной среде идут к жидкости, а от нее снова к тому же преобразователю. Отраженные импульсы преобразуются в электрические, усиливаются усилителем Ус и подаются в триггер Трг, с помощью которого измеряется время запаздывания отраженного сигнала. Далее устройство У1 преобразует значение времени в унифицированный токовый сигнал. В уровнемере предусмотрено также устройство температурной компенсации У2. Уровнемеры ЭХО выпускаются класса точности 2,5.
Рисунок 6.5 − Структурная схема акустического уровнемера ЭХО-1