Гидростатический метод

Из гидростатических уровнемеров при измерении уровня сыпучих материалов применяются в основном мембранные уровнемеры, так как из-за ограниченной подвижности сыпучих материалов при прочих типах чувствительных элементов невозможно обеспечить их надежное взаимодействие с контролируемым веществом. Так как сыпучие материалы не подчиняются закону Паскаля, то мембранные гидростатические уровнемеры применяются лишь в качестве сигнализаторов уровня. Мембрана устанавливается вертикально, причем в месте установки ее не должно возникать пустот или задержек материала, поэтому выбору места установки датчика придают первостепенное значение, особенно при сосудах сложной конфигурации. Взаимодействие мембраны с частицами сыпучего материала приводит к ее быстрому износу и при достаточно малой толщине — к разрушению. Поэтому к материалу мембраны предъявляют повышенные требования. Неподчинение закону Паскаля позволяет применить вместо тонких мембран более прочную заслонку 1 (рисунок 1.6), с которой и взаимодействует сыпучий материал.

Рисунок 1.6 Сигнализатор уровня сыпучего материала с заслонкой: 1 - заслонка; 2 - переключа­тель; 3 - толкатель; 4 - мембрана; 5 - пру­жинный шарнир.

Заслонка подвешена на крестообразном пружинном шарнире 5 и при своем повороте воздействует на толкатель 3 переключателя 2, который установлен в герметизированном с помощью мембраны 4 корпусе. Усилие срабатывания регулируется длиной толкателя [5].

Применение комплекта мембранных датчиков дает скорее паллиативное решение, так как сохраняется дискретность показаний. Поэтому заслуживает внимания гидростатический уровнемер для непрерывного замера уровня сыпучих материалов.

Рисунок 1.7 Датчик гидростатического уровнемера для измерения уровня сыпучего материала: 1- спираль сопротивления; 2 - металлическая лента; 3 ­упругая оболочка.

Датчик (рисунок 1.7) представляет собой гибкую мерную полосу, подвешенную внутри сосуда, натяжение ее обеспечивается грузом на нижнем конце. Полоса состоит из спирали сопротивления 1 и тонкой металлической ленты 2, закрепленных на противоположных внутренних сторонах упругой оболочки 3 из материала — изолятора. При отсутствии контролируемого вещества вокруг полосы за счет упругости ее оболочки спираль и лента не касаются друг друга (А). Под воздействием же давления со стороны сыпучего материала оболочка деформируется так (Б), что металлическая лента шунтирует участок спирали, соответствующий текущему значению уровня. Изменяющееся электрическое сопротивление датчика и является вы­ходным параметром датчика. Основным достоинством уровнемера является то, что датчик работоспособен при любом виде зависимости давления от уровня. Уровнемер может быть применен и для измерения уровня жидкости, для чего оболочка должна быть выполнена менее жесткой.

В качестве сигнализатора уровня сыпучего материала возможно использование пневматического (пьезометрического) уровнемера. В момент достижения уровнем нижнего обреза трубки происходит ее полная закупорка, либо резкое увеличение ее гидравлического сопротивления, что и позволяет зафиксировать этот момент.