вуку при проходженні через шари рідини і газу. У резонансних рівнемірах вимірювання рівня проводиться за допомогою вимірювання частоти власних коливань стовпа газу над рівнем рідини, яка залежить від висоти рівня. Найбільшого поширення набули локаційні рівнеміри. Локація рівня може проводитися або через газове середовище над рідиною, або знизу через шар рідини. Рівнеміри з локацією через рідину можуть бути використані для середовищ під високим тиском, для них потрібна невелика потужність джерела, проте вони чутливі до включениям в рідину, наприклад до бульбашок газу при вскипании.
Тому ці рівнеміри застосовні тільки для однорідних рідин. Крім того, вони також чутливі до зміни температури і тиску середовища через залежність від них швидкості поширення ультразвуку. Дія ультразвукових рівнемірів засноване на вимірюванні часу проходження імпульсу ультразвуку від випромінювача до поверхні рідини і назад. [16] При прийомі відображеного імпульсу випромінювач стає датчиком. Якщо випромінювач розташований над рідиною, рівнемір називається акустичним; якщо всередині рідини - ультразвуковим. У першому випадку вимірюваний час буде тим більше, чим нижче рівень рідини, у другому - навпаки. Електронний блок служить для формування випромінюваних ультразвукових імпульсів, посилення відбитих імпульсів, вимірювання часу проходження імпульсом подвійного шляху (у повітрі або рідини) і перетворення цього часу в уніфікований електричний сигнал. [11]
1.1.3 Радіохвильові (радарні) датчики
Перспективним методом вимірювання рівня є радіохвильовий метод. Радіохвильовими (радарними) називаються рівнеміри, засновані на залежності параметрів коливань електромагнітних хвиль від висоти рівня рідини. До радіохвильовим методів належать радіолокаційний, радіоінтерфераціонний, ендовібраторний і резонансний. Робота радіолокаційних (радарних) рівнемірів грунтується на явищі відображення електромагнітних хвиль від кордону розділу середовищ, що розрізняються електричними і магнітними властивостями. Швидкість поширення електромагнітної хвилі в середовищі визначається значеннями її діелектричної е та магнітної р проницаемостей. Рівень h визначається виміром тимчасового інтервалу між моментом посилки сигналу випромінювачем 1 і приходом відбитого сигналу на приймач. Зазвичай локація ведеться через газове середовище над рідиною.
Локація через газ переважно, оскільки випромінювачі не зазнають рідини. Крім того, магнітні та діелектричні проникності газів невеликі і практично не залежать від зміни параметрів і властивостей газу. Це робить показання рівнеміра практично не залежними від властивостей рідини.
Недоліком таких рівнемірів є трудність точного вимірювання малих інтервалів часу. Вони чутливі до знаходження в зоні випромінювання сторонніх предметів, наприклад металевих стінок ємностей.
В принципі локація може здійснюватися і через рідину, якщо вона неелектропроводной). недоліку необхідно застосувати вузьконаправлене випромінювання за допомогою рупорних антен. Існують схеми радіолокаційних (радарних) рівнемірів, в яких локація здійснюється через стінку робочої ємності. Стосовно до металургійного виробництва таким чином можна контролювати кордон розділу шлак - метал або здійснювати безперервне вимірювання рівня (існуючі прилади мають діапазон вимірювання до 200 мм). [9]
1.1.4 П'єзоелектричні датчики
Конструктивно сигналізатори рівня резонансного типу виконані у вигляді погружаемого в рідину резонатора з прикріпленим до нього пьезопреобразователем. Резонатор, що генерує механічні поздовжні коливання, разом з пьезопреобразователем являють собою єдину резонансну систему, яка кріпиться в корпусі датчика до мембрани в точці її нульовий поздовжньої деформації. Схематично такий акустоелектронні резонансний датчик рівня рідких середовищ показаний на К пьезопреобразователь в резонансної системі такого типу датчиків пред'являються наступні вимоги:
резонансна частота пьезопреобразователя і всієї системи в цілому повинна мати високу стабільність у часі, щоб при старінні не відбувалося неузгодженості всій резонансної системи, тобто виходу з ладу датчика контролю рівня;
для досягнення високої точності контролю рівня рідини мінімальна ширина резонансної смуги пропускання частот повинна складати менше 0,3% від резонансної частоти, що забезпечить пьезопреобразователь механічну добротність вище 350;
стійка робота в широкому діапазоні температур - від - 196 до + 200 ° С;
ємність під'єднувальні кабелю повинна бути значно нижчою власної електричної ємності перетворювача (~ 100 пФ).
У сучасних серійно випускаються датчиках резонансних рівнемірів використовуються перетворю...
