20. Датчики рівня: поплавцеві, мембранні, п’єзометричні, ємкісні, омічні, радіохвильові. Індуктивні датчики механічного переміщення. Датчики переміщення рейки паливних насосів дизеля.

Поплавковые датчики уровня. В поплавковых датчиках в качестве чувствительного элемента выступает поплавок. Уровень погружения поплавка и его подъемная сила для одной и той же жидкости остаются постоянными и зависят только от геометрических размеров поплавка.

Поплавковым датчикам свойственны следующие недостатки: наличие движущихся деталей; возможность коррозии тонких стенок поплавка, приводящей к его потоплению; трудности при передаче показаний.

Рис. 20.1. Поплавковый сигнализатор уровня с магнитоуправляемыми контактами

Показанный на рис поплавковый сигнализатор уровня с магнитоуправляемыми контактами (МУК) состоит из поплавка /, на котором находится кольцеобразный магнит 2, и трубы 3, внутри которой расположен МУК 4. Обычно предусмотрено несколько МУК, расположенных на разных уровнях. При перемещении поплавка вдоль трубы в зависимости от уровня жидкости происходит замыкание соответствующих МУК. Замыкание МУК приводит к подаче сигнала в систему контроля уровня жидкости. Подобные датчики находят применение в системах контроля уровня воды паровых котлов.

Рис. 20.2. Пневмоэлектрический датчик уровня

Для измерения давления на судах наиболее широко используются мембраны, перемещение которых, пропорциональное гидростатическому давлению, преобразуется в электрический сигнал. В качестве примера рассмотрен датчик уровня (рис. 20.2).

Датчик имеет две мембранные коробки 2, каждая из которых состоит из двух одинаковых мембран, соединенных но периферии. Мембранные коробки сообщаются между собой посредством капиллярной грубки 3. Под действием давления столба жидкости нижняя мембранная коробка сжимается, вследствие чего происходит выдавливание воздуха через капиллярную трубку в верхнюю мембранную коробку. Давление в этой коробке повышается, и она расширяется. Деформация мембранной коробки происходит до тех пор, пока давление воздуха не уравновешивается силой упругости мембран. К верхней мембранной коробке прикреплен якорь 1 дифференциально-трансформаторного преобразователя. При деформации коробки происходит перемещение якоря, поэтому выходное напряжение преобразователя определяется уровнем контролируемой жидкости. Верхняя мембранная коробка с дифференциально-трансформаторным преобразователем находится на значительном расстоянии от нижней коробки. Это обстоятельство позволяет использовать датчик для измерения уровня жидкости во взрывоопасных помещениях, например, в танках танкеров. На судах встречаются датчики уровня, в которых деформации мембраны под действием давления столба жидкости преобразуется непосредственно в электрический сигнал — при помощи потенциометрических или дифференциально-трансформаторных преобразователей.

Пьезометрические датчики уровня. Датчик уровня, в котором измерение гидростатического давления осуществляется посредством измерения давления в трубке, погруженной в резервуар с жидкостью (например, в танк), называют пьезометрическим. Также этот способ измерения называют пневматическим. Принципиальная схема такого датчика представлена на рис. 20.3.

Пьезометрическая трубка 1 размещается в танке с жидкостью. В трубку через дроссель 2, служащий для ограничения расхода воздуха, поступает воздух или инертный газ. При подаче воздуха давление в пьезометрической трубке повышается до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой h.