Точное и надежное измерение уровня жидкости критически важно для многих применений. Как в промышленности, так и в гражданском секторе, измерение уровня жидкости позволяет легко определить высоту жидкости. Это расстояние между жидкостью и верхней частью емкости. В том числе для контроля и управления уровнем жидкости в резервуарах.
Измерение уровня в основном осуществляется с помощью зондов или других датчиков для определения высоты жидкости в ёмкости. Если вам нужно измерить уровень жидкости, в Sino-Inst мы предлагаем широкий выбор оборудования. В том числе поплавковые уровнемеры, ёмкостные уровнемеры, радарные уровнемеры и т. д.
Что такое измерение уровня жидкости?
Измерение уровня — это процесс определения положения жидкости в контейнере, резервуаре или другой ёмкости. Во многих случаях измерение уровня критически важно для поддержания эффективности процесса и обеспечения безопасности. Они пользуются широким спросом в таких отраслях, как обрабатывающая промышленность, пищевая промышленность и нефтегазовая отрасль.
Как измерить уровень жидкости?
Существует множество методов измерения уровня жидкости, включая гидростатические, ультразвуковые, радарные и поплавковые системы. Гидростатическое давление подходит для резервуаров и рек. Емкостные датчики измеряют электрические свойства, а поплавковые датчики обеспечивают простое обнаружение присутствия.
Типы измерения уровня жидкости
Типы измерения уровня включают непрерывное измерение и измерение предельного уровня. Обычно для них используются такие технологии, как гидростатические, ультразвуковые, радарные, ёмкостные и поплавковые. Для непрерывных измерений часто используются гидростатические датчики давления и радарные датчики. В то же время поплавковые и ёмкостные датчики могут использоваться для обоих типов измерений.
Непрерывное измерение уровня обеспечивает получение информации об уровне жидкости в резервуаре в режиме реального времени. Оно широко используется в таких приложениях, как управление технологическими процессами в режиме реального времени, а также точное управление запасами. Для непрерывного измерения уровня обычно используются гидростатическое давление, ультразвук и радар.
Измерение предельного уровня определяет, достиг ли уровень жидкости в резервуаре определённого значения. Устройство обеспечивает простой сигнал «вкл/выкл» в одной точке, указывающий на высокий, низкий или средний уровень. Обычно используется для управления технологическими процессами и активации аварийных сигналов. Например, для предотвращения разливов или осушения насосов. К распространённым технологиям измерения предельного уровня относятся поплавковые датчики, ёмкостные датчики и т. д.
Распространенные технологии измерения уровня жидкости
Гидростатическое давление Принцип работы основан на датчике давления, установленном в нижней части резервуара, который измеряет гидростатическое давление жидкости над ним и преобразует его в уровень жидкости. Чем выше уровень жидкости, тем выше давление. Датчики гидростатического давления подходят для открытых резервуаров, рек и колодцев. Однако при использовании гидростатического давления для измерения уровня жидкости необходимо знать удельный вес жидкости, чтобы преобразовать давление в высоту.
Ультразвуковые датчики Использует звуковые волны для измерения уровня жидкости в ёмкости. Не требует контакта с жидкостью. Подходит для измерения горячих, едких и чистых жидкостей.
Ультразвуковой передатчик посылает звуковые волны и измеряет время, необходимое для отражения звуковых волн от поверхности жидкости и их возвращения. Это «время пролёта» используется для расчёта расстояния. Расстояние рассчитывается по следующей формуле: Расстояние = (Время x Скорость звука)/2. Если известно расстояние от датчика до дна резервуара, вычтите полученное расстояние, чтобы получить уровень жидкости.
Радарные датчики Аналогичны ультразвуковым датчикам. Они передают радиолокационные импульсы и измеряют временную задержку отраженного сигнала. Более того, они могут проводить измерения через непроводящие материалы, пасты и порошки. Этот метод подходит для турбулентных или коррозионных жидкостей.
Поплавок Поднимается и опускается вместе с уровнем жидкости. В определённых точках он активирует переключатель или выдаёт непрерывный сигнал положения. Этот механизм может быть подключен к механической или электрической системе для индикации уровня жидкости. Поплавковые датчики обеспечивают простое и надёжное измерение уровня для базовых задач включения/выключения.
Емкостные датчики Принцип действия основан на измерении электропроводности или ёмкости жидкости. Они позволяют определять наличие и уровень проводящих жидкостей. Для неметаллических резервуаров ёмкостные датчики могут устанавливаться снаружи на пластиковые, стеклянные или керамические резервуары. Для промышленных резервуаров или агрессивных жидкостей доступны внутренние ёмкостные датчики.
Магнитострикционные датчики уровня Используют принцип магнитострикции для измерения уровня жидкости. Это надёжная и проверенная технология с высокой точностью измерений. Они подходят для использования в агрессивных средах, при высоких температурах и давлении.
Выбор правильной технологии измерения уровня: радар или ультразвук
Радарные датчики — лучший выбор для суровых условий, таких как наличие пыли, пара или пены. Они меньше подвержены влиянию температуры, плотности и состояния воздуха. Они также могут проводить измерения через пену или пар. Хотя радарные датчики обеспечивают высокую точность, они, как правило, более дороги и сложны в установке. Кроме того, на антенне иногда может скапливаться материал.
Для более простых и чистых применений можно использовать ультразвуковые датчики для измерения уровня жидкости. Ультразвуковые датчики обеспечивают высокую стабильность и подходят для измерения уровня чистых жидкостей в нетребовательных условиях. Они также более экономичны и просты в использовании. Однако ультразвуковые датчики чувствительны к пару, пене, колебаниям температуры и пыли.
Если точность не является приоритетом, ультразвуковые датчики являются более экономичным решением. Для обеспечения максимальной надёжности в широком спектре применений радар часто является лучшим выбором. Однако следует учитывать стоимость и сложность конструкции.
Уровнемеры для измерения уровня жидкости
Измерение уровня жидкости можно разделить на бесконтактное и контактное. Поэтому при выборе решения для измерения уровня важно понимать разницу между контактными и бесконтактными датчиками.
| Тип | Описание | Плюсы | Минусы | Репутация |
| Бесконтактное измерение уровня жидкости | Бесконтактное измерение уровня измеряет уровень жидкости без физического контакта. | Низкие эксплуатационные расходы. Отсутствие подвижных частей, контактирующих со средой. Подходит для эксплуатации в суровых условиях. | Более высокая цена. Может существенно зависеть от температуры, влажности и давления. | Радарный уровнемер, Ультразвуковой уровнемер, Фотоэлектрический уровнемер |
| Контактное измерение уровня жидкости | Контактные датчики измеряют уровень жидкости путем физического контакта с жидкостью. | Проще в установке и эксплуатации. Низкие первоначальные затраты. | Обычно менее точны и более восприимчивы к колебаниям жидкости. Требуют более частого обслуживания. | Поплавковый датчик уровня, емкостный датчик уровня, магнитострикционный датчик уровня |
Бесконтактные датчики уровня жидкости
1. Радарный уровнемер
Радарные уровнемеры определяют уровень жидкости, используя разницу во времени между передачей микроволнового сигнала и приёмом отражённого сигнала. Наиболее распространённым типом является радарный уровнемер 80G. Радарные уровнемеры обеспечивают высокую точность и не подвержены влиянию температуры и давления. Они подходят для работы в условиях высоких температур и давления. Диапазон их измерения составляет до 150 метров. Однако они относительно дороги.
2. Ультразвуковой измеритель уровня
Ультразвуковой уровнемер измеряет уровень жидкости, испуская ультразвуковой сигнал и измеряя время его отражения. Он использует бесконтактный метод измерения и прост в установке. Однако на ультразвуковые уровнемеры существенное влияние оказывают температура, влажность и давление. Их точность несколько ниже, чем у радарных уровнемеров. Для герметичных резервуаров можно выбрать внешний ультразвуковой уровнемер.
3. Фотоэлектрический измеритель уровня
Фотоэлектрические уровнемеры используют принципы преломления и отражения света. Они обнаруживают изменения уровня жидкости с помощью фотоэлектрического датчика. Они используют бесконтактное измерение и обеспечивают высокую точность и быстродействие. Поэтому они подходят для измерения уровня прозрачных или полупрозрачных жидкостей, таких как минеральная вода и спирт. Однако на их показания существенное влияние оказывает освещение.
Контактные датчики уровня жидкости
1. Поплавковые датчики уровня
Поплавковые датчики уровня измеряют уровень жидкости, используя принцип движения поплавка в зависимости от уровня жидкости. Благодаря механической или магнитной передаче изменение уровня преобразуется в сигнал индикатора.
Они отличаются простой конструкцией и удобны в установке и обслуживании. Их можно использовать как поплавковый датчик уровня или как поплавковый выключатель. Однако поплавковые датчики уровня, как правило, имеют низкую точность и сильно подвержены колебаниям уровня жидкости.
2. Емкостный измеритель уровня
Емкостный уровень В уровнемерах используется емкостный датчик для измерения изменения емкости жидкости и определения уровня. Они используют бесконтактный метод измерения. Они обеспечивают высокую точность и быстрое время отклика. Ёмкостные уровнемеры широко используются в таких отраслях, как химическая, пищевая и производство напитков.
3. Магнитострикционный датчик уровня
Магнитострикционные уровнемеры используют магнитострикционный эффект для измерения уровня жидкости. Помимо применения в нефтяной, химической и пищевой промышленности, они также применяются для высокоточного измерения уровня. Они также не подвержены влиянию свойств жидкости. Однако они относительно дороги.
4. Гидростатический уровень передатчик
Гидростатический уровнемер измеряет уровень жидкости в резервуаре, определяя давление в нижней части столба жидкости. Это давление, называемое гидростатическим, увеличивается с высотой столба жидкости. Таким образом, уровнемер преобразует показания давления в полезный сигнал, обеспечивая точное измерение уровня жидкости. Он идеально подходит для измерения уровня в глубоких резервуарах, колодцах и резервуарах.
Датчики уровня давления также используют принцип гидростатического давления для измерения уровня жидкости. Они обеспечивают высокую точность и просты в установке. Они подходят для использования в герметичных ёмкостях. Однако они чувствительны к изменениям плотности жидкости и требуют регулярной калибровки. Помимо химических заводов и водоочистных сооружений, они также используются для измерения уровня вязких жидкостей.
Как измерить уровень жидкости в контейнере?
Уровень жидкости можно измерить различными способами. Например, непосредственно измеряя объём небольших ёмкостей с помощью мерного цилиндра. Также можно использовать датчик давления (гидростатического давления) для измерения объёма более крупных ёмкостей. Ультразвуковой, радарный, ёмкостный и др. поплавки также могут использоваться для измерения уровня жидкости в контейнерах.
Мерные цилиндры — наиболее распространённый инструмент для измерения объёма жидкости в лабораторных условиях. При использовании мерного цилиндра для измерений малых объёмов глаз должен находиться на уровне поверхности жидкости, чтобы избежать параллакса. Для большинства жидкостей, например, воды, объём измеряется по нижней точке мениска (кривой). Для жидкостей, таких как ртуть, объём измеряется по верхней точке мениска.
В крупномасштабных или промышленных применениях датчик погружается в жидкость или размещается на дне резервуара для измерения давления, создаваемого весом жидкости. В герметичных резервуарах для получения точных показаний необходимо учитывать давление над жидкостью (напор).
Как измерить уровень жидкости в резервуаре для хранения?
В герметичных резервуарах с коррозионными или летучими средами отверстия не допускаются. В таких случаях единственным вариантом являются внешние ультразвуковые датчики уровня. Эти датчики используют принцип внутреннего акустического эхо-локационного измерения. Они используют передовую технологию цифровой обработки сигнала. Это позволяет преодолеть влияние стенки резервуара на передачу ультразвукового сигнала. Они обеспечивают действительно бесконтактное измерение уровня жидкости в герметичных ёмкостях.
Обычно ультразвуковые датчики устанавливаются непосредственно под внешней стенкой измеряемого резервуара. Это устраняет необходимость сверления отверстий в резервуаре. Они позволяют точно измерять различные уровни жидкости в герметичных резервуарах высокого давления.
Если резервуар представляет собой обычный герметичный резервуар для хранения вязкой, высоконапорной или высокотемпературной среды, можно выбрать датчик дифференциального давления. Датчик дифференциального давления измеряет разность давлений между двумя точками системы и преобразует её в электрический сигнал для контроля уровня. Он также может измерять уровень в открытых или находящихся под давлением сосудах.
Радарные уровнемеры используют бесконтактный метод измерения. Для обычных сред, если позволяют давление и температура, радарный уровнемер можно установить сверху.
Емкостные уровнемеры используют ёмкость между двумя проводящими пластинами для измерения уровня жидкости. Они подходят для использования в условиях экстремальных температур и давлений. Для резервуаров хранения криогенных жидкостей мы используем низкотемпературные ёмкостные уровнемеры. Для резервуаров хранения жидкостей сверхвысокого давления мы используем высоконапорные ёмкостные уровнемеры.
Для более крупных резервуаров можно использовать радарные уровнемеры. Их дальность действия достигает 150 метров. Они обеспечивают высокую точность и способны работать в суровых условиях. Они также подходят для резервуаров с высокой температурой и высоким давлением. Однако они дороже ультразвуковых или ёмкостных уровнемеров.
Для обычных сред, таких как дизельное топливо и вода, можно использовать ультразвуковые уровнемеры. Они используют бесконтактный метод измерения и подходят для коррозионных и опасных жидкостей. Кроме того, они относительно доступны по цене.
Как измерить уровень жидкого азота?
Жидкий азот — широко используемый промышленный газ. Он обладает экстремально низкими температурами и высокой холодопроизводительностью. Жидкий азот имеет важное применение в самых разных отраслях промышленности. Поэтому мониторинг и контроль уровня жидкого азота имеют решающее значение. Наши измерители уровня жидкого азота в резервуарах могут использоваться для контроля уровня жидкого азота в сверхнизкотемпературных контейнерах.
Как показано на рисунке выше, в резервуар с жидким азотом вставлен металлический стержень. Стержень служит одним электродом конденсатора, а стенка резервуара – другим. Средой между двумя электродами являются жидкость и газ над поверхностью жидкости. Из-за разницы диэлектрических проницаемостей жидкости и газа, по мере повышения уровня жидкости общая диэлектрическая проницаемость между двумя электродами увеличивается, что приводит к увеличению емкости.
Работа в режиме реального времени — ключевая особенность ёмкостных уровнемеров. Они обеспечивают непрерывное измерение уровня жидкости в резервуаре в режиме реального времени. Для адаптации к разнообразным и сложным промышленным условиям ёмкостные уровнемеры разработаны и изготовлены из высококачественной нержавеющей стали.
Больше случаев измерения уровня
Больше решений для измерения уровня
Измерение уровня жидкости имеет решающее значение для контроля хранения жидкостей и управления производственными процессами. Оно обеспечивает мониторинг уровня жидкости в резервуарах и контейнерах в режиме реального времени, а также стабильную и безопасную работу системы. Благодаря подробному описанию выше вы сможете быстро разобраться в различных типах уровнемеров.
Сегодня датчики уровня жидкости изготавливаются из всё большего количества материалов и сплавов. Компания Sino-Inst производит и предлагает полный спектр датчиков уровня жидкости. Если вам нужно измерять уровень жидкости или материала, пожалуйста, свяжитесь с нашими инженерами по продажам!