5.2 Методы измерения уровня сыпучих материалов, применяемые в химической промышленности
Для ряда технологических процессов в химической промышленности нередко возникает необходимость непрерывного измерения уровня сыпучих материалов в бункерах. Для этой цели наибольшее применение имеют поплавковые, электрические емкостные, радиоизотопные, весовые и микроволновые контактные и бесконтактные радарные уровнемеры (описаны ранее) [6].
Принципиальная схема емкостного уровнемера показана на рис.4.73. В сосуд с жидкостью или сыпучим материалом 1, уровень которой необходимо измерять, опущен электрод 2, покрытый изоляционным материалом. Электрод вместе со стенками сосуда образует цилиндрический конденсатор, емкость которого меняется при колебаниях уровня жидкости. Величина емкости измеряется электронным блоком 3, который затем подает сигнал в блок 4, представляющий собой релейный элемент в схемах сигнализации достижения определенного уровня [3].
Схема
емкостного уровнемера:
1
– сосуд с жидкостью;
2
– электрод;
3
– электронный блок;
4
– релейный блок или измерительный
прибор
Устройство и принцип действия датчика избыточного давления «Сапфир-22 ДИ»
Датчик САПФИР-22ДИ (рис.4.10) для измерения избыточного давления состоит из измерительного блока 4 и унифицированного электронного устройства 5. Внутри основания 2 блока 4 размещен мембранный тензопреобразователь 7, полость 8 которого заполнена кремнийорганической жидкостью и отделена от измеряемой среды гофрированной мембраной 10. Мембрана приварена по наружному контуру к основанию 2. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами, прочно соединенная с мембраной 10. Основное свойство тензорезисторов – способность изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от степени прогиба мембраны тензопреобразователя.
Измеряемая величина (давление среды в технологическом аппарате или трубопроводе) подается в камеру 11 фланца 9 измерительного блока и через жидкость, заполняющую тензопреобразователь, воздействует на мембрану, вызывая ее прогиб и изменение электрического сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 5 по проводам через вывод 6. Электронное устройство преобразует этот сигнал в токовый выходной сигнал манометра, значение которого зависит от измеряемого давления.
Датчик
САПФИР – 22ДИ
1
– прокладка; 2 – основание; 3 – полость;
4 – измерительный блок; 5 – электронное
устройство;
6
– гермовывод; 7 – мембранный
тензопреобразователь;
8
– полость тензопреобразователя; 9 –
фланец;
10
–мембрана; 11 - камера
Устройство и принцип действия грузопоршневого
манометра МП -60
Грузопоршневые манометры в основном применяются для градуировки и поверки различных видов пружинных манометров, так как отличаются высокой точностью и широким диапазоном измерений от 0,098 до 980 МН/м2 (1—10000 кгс/см2). Принцип действия грузопоршневых манометров следующий. На поршень, свободно движущийся в цилиндре, действуют две силы: сила от давления жидкости, с одной стороны, и сила тяжести положенных на поршень грузов – с другой. Образцовый грузопоршневой манометр (рис.4.7–4.8) состоит из колонки, укрепленной на станине прибора, в которой имеется вертикальный цилиндрический канал, в нем движется пришлифованный поршень, несущий на верхнем конце тарелку для установки грузов. Верхняя часть колонки снабжена воронкой для сбора масла, просачивающегося через зазор между поршнем и цилиндром. В станине высверлен горизонтальный канал, в расширенной части которого движется посредством винтового штока поршень 7, уплотненный манжетами. Канал в станине соединяется с каналом колонки и каналами двух бобышек, предназначенных для укрепления поверяемых манометров. Кроме того, с каналом станины соединен канал воронки 8, которая служит для заполнения системы маслом. Каналы для отсоединения их от канала станины снабжены игольчатыми вентилями 9-12. Назначение вентиля 13 - спуск масла из прибора. Максимальное давление, создаваемое грузами, 4,90 МН/м2 (50 кгс/см2). Рассчитывается по формуле:
,
где fэф – эффективная площадь сечения штока поршня. А показывает ли поверяемый манометр с упругим чувствительным элементом такое же давление? Для поверки манометров на большее давление пользуются поршневым прессом, отсоединив от прибора поршневую колонку 1 вентилем 10. В качестве прибора сравнения применяют образцовый пружинный манометр: его присоединяют к одной из бобышек 4, а поверяемый прибор - к другой бобышке.
С
хема
образцового поршневого манометра:
1 — колонка; 2— поршень; 3 и 8 — воронки; 4 — бобышки;
5 — канал; 6 — тарелка; 7 — поршень; 9 – 13 —вентили
МП-600