Автоматический контроль уровней сред
Классификация. Средства и схемы контроля уровней сред классифицируются на непрерывные (аналоговые) и дискретные (релейные).Аналоговые уровнемеры применяются при необходимости получения непрерывной информации о текущем значении уровней, дискретные уровнемеры контролируют фиксированный (заданный) уровень среды.
По способу контроля уровня существует более широкая классификация. Наиболее применяемые уровнемеры: электродные, поплавковые, манометрические, пьезометрические, емкостные, радиоизотопные, фотометрические и пр.
Электродные уровнемеры. Для дискретного контроля уровней сыпучих и жидких токопроводящих сред получили наибольшее распространение. В горно-обогатительной практике широко применяется электродный указатель уровня УКС-1У и ранняя модификация – ИКС-2Н.
Поплавковые уровнемеры. Применяются для непрерывного контроля уровней в основном чистых жидкостей.
Манометрический уровнемер. Применяется для непрерывного контроля уровней любых с открытой поверхностью жидких сред, включая пульп и суспензий. Наиболее простой и надежный способ. Схема приведена на рис. 9.1.
Уровнемер состоит из манометрической трубки (1), помещенной в объекте на глубину необходимого для контроля уровня (h), дифференциального манометра (ДМ) и регистратора (вторичного прибора).
Дифманометр измеряет перепад давлений:
ΔР = Р1-Р2;
где Р1 = Ратм+ ρgh; Р2=Ратм
откуда ΔР = ρgh,
здесь ρ – плотность жидкости.
При постоянных ρ и g имеем ΔР = сh ≡ h
Пьезометрический уровнемер. Работа уровнемера (рис. 7.13а) основана на измерении давления воздуха, продуваемого через слой жидкости с помощью пьезометрической трубки
Емкостный уровнемер. В основе работы уровнемера лежит измерение емкости конденсатора, образованного погруженным в среду электродом и непосредственно контролируемой средой.
Радиоизотопный уровнемер (гамма-реле). Предназначен для дискретного контроля уровня твердых и жидких сред, например, контроль заполнения бункеров, баков оборотной и технической воды и пр.
Контроль расходов жидких и газообразных сред
Расходомеры переменного уровня. Расходомеры данного типа реализуют известную зависимость расхода жидкости через отверстие истечения, расположенного в дне сосуда, от уровня жидкости:
,
где β – коэффициент расхода;
F0 – площадь отверстия истечения;
g – ускорение силы тяжести;
h – уровень жидкости
Наибольшее распространение получили расходомеры с пульпосливом (рис. 9.2), где контролируемая среда вытекает из вспомогательной емкости через щель. Они получили название – щелевые расходомеры.
В случае прямоугольной щели (рис. 9.2) расход жидкости определяется выражением:
,
здесь m – коэффициент расхода (для пульп m=0,65);
b – ширина порога слива;
K – постоянный коэффициент
.
Для линейной зависимости применяют попорциональный пульпослив (рис.9.2 в).
Расходомеры переменного перепада давления (РППД). Используются при контроле расходов жидких и газообразных сред. Позволяют измерять большие расходы сред при высоких внутренних давлениях в трубопроводах.
Принцип работы основан на измерении перепада давления, возникающего на специальном сужающем устройстве, помещенном в трубопроводе. Виды сужающих устройств показаны на рис. 9.3
Для чистых жидкостей и газов применяют нормальные диафрагмы, для контроля расходы пульп и суспензий рекомендуется использовать сопло или трубу Вентури (рис. 9.3 в, 9.4), .
Для предотвращения попадания твердой фазы контролируемой среды в полости дифманометров отбор давлений осуществляется с помощью разделительных сосудов (2).
Расходомеры постоянного перепада давлений. К данной группе относятся ротаметры и поршневые расходомеры. Здесь при изменении расхода среды меняется проходное сечение за счет перемещения рабочего элемента вверх – поплавка в ротаметрах или поршня в поршневых расходомерах.
Электромагнитные расходомеры. Применяются для контроля больших расходов жидких токопроводящих сред. В основе работы лежит известный закон электромагнитной индукции (закон Фарадея).
Основные недостатки расходомера – невысокая точность измерения, зависимость показаний прибора от свойств контролируемой среды.
В промышленности хорошо себя зарекомендовал электромагнитный расходомер МР-400К.
Контрольные вопросы
1. Раскройте принципы работы электродного и манометрического уровнемеров.
2. Дайте характеристику емкостных уровнемеров и принцип их работы.
3. Перечислите способы контроля расходов жидких сред.
4. Перечислите виды сужающих устройств расходомеров РППД.
5. Раскройте суть работы расходомеров РППД.
6. Приведите схему расходомера переменного уровня с пропорциональной шкалой.
7. Объясните принцип работы ротаметров. Область применения.
8. Приведите схему и объясните работу электромагнитного расходомера.
Литература к разделу: [2], [3], [4]
Для заметок к лекции№ 9
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|