6. Теплові рівнеміри

Теплові рівнеміри засновані або на використанні розходження температур рідини і парогазової суміші над нею (дилатометричні рівнеміри), або розходження їх теплопровідностей (терморезистивні рівнеміри й рівнеміри термо-ЕРС).

Чутливим елементом дилатометричного рівнеміра є стрижень або трубка, омивані рідиною й парогазовою сумішшю.

У результаті теплообміну між чутливим елементом, рідиною й газом чутливий елемент здобуває певну температуру, пропорційну температурам рідини й газу, а також поточному значенню рівня рідини в судині. Отже, при сталості температур рідини й газу середня температура чутливого елемента буде мірою поточного значення рівня. Про середню температуру чутливого елемента судять або по його відносному подовженню, або по тиску рідини або газу, що заповнює його внутрішню порожнину.

Дилатометричні рівнеміри застосовують при вимірі рівня конденсованих рідин, тобто коли температури рідини й парогазової суміші над нею відносно стабільні й при цьому значно відрізняються між собою.

Незважаючи на простоту й надійність дилатометричні рівнеміри внаслідок малих діапазонів вимірів (не більше 0,75 м) і невисокої точності не одержали широкого промислового застосування.

Чутливий елемент терморезистивних рівнемірів являє собою поміщений у судину резистор, електричний опір якого визначається його температурою. Для створення градієнтів температур у рідкій і газовій фазах застосовують прямий і непрямий підігріви резистора. Прямий підігрів здійснюється за рахунок тепла, що виділяється при проходженні крізь резистор електричного струму, непрямий - за допомогою вмонтованого в датчик підігрівального елемента. Внаслідок різної інтенсивності теплопередачі від нагрітого тіла до рідини й газу, ділянки резистора, що перебувають у зіткненні з різними фазами, будуть мати різну температуру й, отже, різний електричний опір. За опором резистора в цьому випадку можна судити про поточне значення рівня, тобто вихідним параметром датчика є опір резистора або, що за умови сталості сили струму I = const, еквівалентно спаданню напруги Un на резисторі.

Зазвичай чутливий елемент терморезистивних рівнемірів являє собою вертикально натягнутий тонкий дріт з великим погонним електричним опором, що забезпечує його високу чутливість.

7. Вимірювання рівня сипких тіл.

Вимірювання рівня сипких тіл у бункерах і інших пристроях значно відрізняється від виміру рівня рідин, тому що характер розташування матеріалу в об'єкті не дозволяє говорити про його рівень як про горизонтальну поверхню. Велика розмаїтість матеріалів, рівень яких необхідно вимірювати в енергетиці й промисловості, вимагає застосування різних методів і конструкцій рівнемірів. Технічні засоби, призначені для виміру локалізації рівня сипких тіл, підрозділяють на електромеханічні, електричні, електронні, пневматичні, радіоактивні й вагарні. Крім того, застосовують також масові рівнеміри, принцип дії яких заснований на зважуванні бункера з пилом. Як вимірювальний перетворювач у них служить гідравлічна мессдоза, що є опорою для однієї з лап бункера. Мессдоза являє собою сталевий корпус із поршнем, заповнений рідиною. Внутрішня порожнина корпуса сполучається з манометром, що при навантаженні бункера на поршень вимірює тиск рідини, пропорційний масі пилу в ньому. Погрішність цього способу виміру ± 10%.

Останнім часом замість мессдоз використовують магнитопружні перетворювачі. Вимірювальна схема приладу з таким чутливим елементом побудована у вигляді неврівноваженого моста. Як вторинні прилади служать потенціометри або вольтметри.

Запитання для самоконтролю:

1. Призначення рівнемірів.

2. З чого складаються рівнеміри?

3. Загальні принципи дії рівнемірів.

4. Класифікація рівнемірів.

5. Які ви знаєте різновиди механічних рівнемірів?

6. Принцип дії поплавкового рівнеміра.

7. Переваги поплавкового рівнеміра.

8. Фактори, що впливають на достовірність результатів вимірювання поплавковим рівнеміром та шляхи зменшення їхнього впливу.

9. Принцип дії буйкового рівнеміра.

10. Переваги і недоліки буйкового рівнеміра.

11. Принцип дії гідростатичного рівнеміра.

12. Принцип дії п’єзометричних рівнемірів.

13. Різновиди і принципи дії акустичних рівнемірів.

14. Різновиди і принципи дії електричних рівнемірів.

15. Різновиди і принципи дії теплових рівнемірів.

16. Різновиди і принципи дії оптичних рівнемірів.

17. Особливості вимірювання рівня сипких тіл.

8