Принцип действия основан на измерении времени распространения электромагнитной волны инфракрасного диапазона от датчика до препятствия и обратно. Считая, что скорость света постоянна, вычисляется расстояние до препятствия.
.files/image372.jpg)
Особенности:
- измерение уровня в сложных условиях (пыль,камни, большой угол откоса сыпучего материала и т.п.);
- измерение в длинных и высоких емкостях с внутренними конструкциями;
- измерение через падающие камни;
- безопасен для глаз;
- отсутствие ложных отраженных сигналов;
- максимальный диаметр частиц 50мм;
- максимальная дальность 30 м.
При использовании лазерного уровнемера необходимо учитывать как его сильные, так и слабые стороны. Сильными сторонам лазера являются: узкий луч, отсутствие расхождения луча и ложных отраженных сигналов.
Отмеченные свойства лазерного луча позволяют проводить измерения там, где невозможно использовать ультразвуковые и радарные уровнемеры, которые, например, не позволяют надежно измерять уровень в длинных и узких танках в следствии возникновения ложного отражения от стенок.
Уникальные свойства лазера позволяют его использовать для измерения сыпучих веществ, имеющих большой угол откоса (конусность). При использовании обычных радарных или ультразвуковых уровнемеров наличие конусности вызывает возникновение ложных отраженных сигналов, с которыми они плохо справляются. Для лазера таких проблем не существует.
.files/image374.jpg)
К числу недостатков оптического уровнемера следует отнести его более высокую чувствительность к пыли. Для борьбы с пылью применяются пылегасящие трубы - для создания статической зоны вблизи оптической системы.
Разработаны специальные алгоритмы, позволяющие отсекать ложные сигналы от пыли, падающих камней и т.д.
.files/image382.jpg)
Радиоизотопные уровнемеры
Радиоизотопные уровнемеры получили самое широкое распространение при измерении уровня сыпучих материалов. Применяются они как сигнализаторы уровня, либо как следящие уровнемеры. Основные затруднения при их эксплуатации вызываются негоризонтальностью свободной поверхности сыпучего материала в сосуде и налипанием сыпучего материала на стенки сосуда.
Выпускают радиоактивные уровнемеры и сигнализаторы уровня, позволяющие производить дистанционные измерения, запись и регулирование уровня жидкостей или сыпучих веществ. На рисунке 1.12 показана блок-схема и схема внешних соединений радиоактивного уровнемера.
.files/image384.jpg)
Рисунок 1.12 Блок-схема и схема внешних соединений радиоактивного уровнемера
Источником γ-излучения является радиоактивный кобальт Со60, который помещен в контейнер 2. Контейнер с помощью червяка 3 может перемещаться вертикально вдоль стенок бака 4, в котором находится сыпучий материал 1. С противоположной стороны бака находится счетчик 5, помещенный на каретке, которая с помощью червячной передачи может перемещаться по вертикали синхронно с излучателем 2.
В качестве двигателя каретки используются сельсин-приемники 12 и 13, связанные проводами с сельсин-датчиком 8, вал ротора которого приводится во вращение от двигателя 7 через механический редуктор 9. Если центр счетчика 5 находится на границе раздела двух сред, то сигнал, полученный от счетчика, компенсируется в электронном блоке 6 опорным напряжением и система находится в равновесии.
С изменением уровня h сыпучего материала изменяется поглощение γ -излучения, вследствие чего нарушается равновесие между напряжением сигнала и опорным напряжением. В результате на исполнительный двигатель 7 подается питание и он приводит во вращение ротор сельсин-датчика 8 и соответственно поворачиваются роторы сельсин-приемников 12 и 13, которые смещают излучатель и счетчик на границу раздела двух сред.
При поворачивании вала редуктора 9 одновременно смещается плунжер индукционного датчика 10 системы дистанционной передачи показаний на показывающий или регистрирующий прибор 11.
Уровнемер рассчитан для измерения высоты уровня от 1 до 6 м, при диаметре сосуда от 5 см до 7 м, при толщине стальных стенок до 100 мм. Абсолютная погрешность измерения уровня не более 3 мм. Электрическое питание уровнемер УР-4 получает от сети переменного тока 220В, 50Гц.
Недостатками радиоактивных уровнемеров следует считать необходимость применения специальных мер защиты обслуживающего персонала от облучения. С этой целью при проектировании сигнализаторов уровня контейнеры с γ-излучателями целесообразно устанавливать внутри бака.
