Ультраакустические уровнемеры

Ультраакустические уровнемеры находят применение в технологических процессах, связан­ных с использованием токсичных и взрывоопасных сред, а также сред, находящихся в условиях высоких температур и давлений. Действие средств измерения и контроля уровня этого типа основано на свойстве ультразвуковых колебаний проникать через металлические стенки резервуаров практически любой толщины и отображаться от границ раздела сред. Это свойство реализуется в двух вариантах. В первом варианте используется способ отражения ультраакустической волны от границы раздела воздух-жидкость со стороны воздуха. Во втором варианте используется способ отражения импульсных сигналов от границы жидкость-воздух со стороны жидкости. Мерой уровня жидкости X является время прохождения ультразвука от пьезоэлектрического преобразователя 1 до границы и обратно. Для реализации обоих методов пьезоэлектрический преобразователь 1` или 1 устанавливают в верхней или в нижней части резервуара. Преобразователь посылает пучок импульсов в пространство над жидкостью (или в жидкость). Отраженный от жидкой (газовой) границы сигнала воспринимается тем же преобразователем.

Электрические сигналы, подаваемые на пьезоэлектрический преобразователь 1` или 1 формируется высокочастотным генератором импульсов 2. Для формирования кратковременного пучка импульсов служит генератор пакетов 3, который одновременно управляет генератором импульсов 2 и схемой измерения 4. Выходной сигнал, подаваемый на указатель ОУ, формируется путем автоматического слежения за длительностью сигнала t – времени распространения пучка от излучателя до поверхности раздела и обратно. Поскольку пьезоэлектрические преобразователи 1` и 1 работают в режиме излучения – приема, после подачи пучка импульсов они же начинают прием отраженных сигналов. Так как скорость звука зависит от температуры воздуха, то для возникающих температурных погрешностей при измерении уровня жидкости применяют температурную компенсацию.

Ультраакустические измерители уровня имеют диапазон измерения от 1 до 15м при погрешности, не превышающей 2,5%.

Преимущество метода – удобство измерения уровня заполнения даже в труднодоступных резервуарах.

Недостатком являются - большие расходы на пьезоэлектрические вибраторы и частотные генераторы, входящие в его состав.

Акустические уровнемеры также не могут быть использованы для измерения уровня жидкостей, находящихся под высоким избыточным и вакууметрическим давлением.

Радиационные уровнемеры

Принцип действия радиационного метода измерения уровня жидкости представлен на рисунке. Радиоизотопный источник Из, например кобальтовый ⁸⁰СО, помещается в верхней части резервуара, а детектор Дет, состоящий из нескольких пластмассовых сцинтилляторов, светоколлекторов и общего фиксирующего устройства, - в нижней части резервуара. Сигналы с детектора поступают на усилитель У и отсчетное устройство ОУ.

С изменением уровня жидкости Х изменяется число импульсов в секунду, воспринимаемых детектором.

Уровнемеры, работающие по этому методу, имеют незначительные погрешности (не более 2…3%), однако требуют защиты от излучения.