5.2. Требуется контролировать уровень черного щелока в расходном баке перед сепараторами сульфатного мыла. Высота бака 3.2 м, плотность щелока 1.09…1.12 т/м3, температура 45оCю

Решение.

Щелок является агрессивной средой и в данном случае содержит взвешенные частицы(мелкие волокна), поэтому здесь возможно применение либо гидростатического уровнемера с открытой кислотостойкой мембраной( или с мембранным разделителем), либо пьезометрического уровнемера с барботажной трубкой. Остановимся на последнем варианте(рис.4)

Рис.4. Функциональная схема измерения уровня щелока в баке

В бак с щелоком вертикально опускается барботажная трубка, через которую продувается воздух. Расход воздуха поддерживается постоянным посредством регулятора расхода. Для измерения давления воздуха на входе в барботажную трубку используется преобразователь перепада давления типа «Метран-44-ДД», «минусовый» штуцер которого открыт в атмосферу.

Максимальное противодавление, создаваемое измеряемой средой и препятствующее выходу воздуха из барботажной трубки,

Где – максимальный уровень среды в баке, м;

- плотность среды, кг/м³

Тогда

Выбираем преобразователь «Метран-44ДД» мод.4430 с диапазоном преобразования 0…40кПаЭ, с основной приведенной погрешностью 0.5%. в качестве вторичного прибора используется миллиамперметр ГСП класса 0.25 с сигнализацией предельных значений.

Рассчитаем абсолютные погрешности выбранных СИ в единицах давления:

Рассчитаем суммарную погрешность измерительного комплекта:

Полученное значение пересчитываем в единицы уровня:

Таким образом, основная погрешность составляет мм, но следует иметь в виду, что реальная погрешность будет больше за счет гидравлического сопротивления бабботажной трубки и из за погрешности работы регулятора расходавоздуха. С учетом этих факторов рассчитанное значение надо увеличить примерно в 1.5 раза, что составит мм.

Все выбранные средства измерений сводим в таблицу 2.

№ позиции	Измеряемый параметр			Средства измерений
	Наименование	Рабочее значение	Место установки		Наименование	тип	Техническая характеристика	Цель примене-ния
4.1	Уровень черного щелока	3.2 м (макс.)	бак		Трубка барботажная с регулятором расходу воздуха		L=3.2м, D=15 мм, Сталь 10Х17Н13М2Т	Техноло-гический контроль, предельная сигнализация
4.2			По месту		Преобразова-тель разности давлений	Метран -44ДД мод. 4430	Диапазон 0…40 кПа, , вых.сигнал 4…20мА
4.3			щит		Миллиампер-метр ГСП	А683	Кл.точн. 0.25, сигнализация

5.1

Требуется обеспечить непрерывный автоматический контроль(измерение и сигнализацию) уровня воды в барабане парового котла с рабочим давлением 10 МПа. Диапазон измерения составляет 315 мм, абсолютная погрешность в стационарном режиме не должна превышать 5 мм.

Решение

В данном случае, судя по пределам измерения, используется узкопредельный уровнемер, так как измеряется отклонение фактического уровня от номинального значения. По принципу действия здесь наиболее приемлем гидростатический уровнемер с двухкамерным уравнительным сосудом и преобразователем перепада давления( рис. 5).

Рис.5. Функциональная схема измерения уровня щелока в баке

Диапазон преобразования последнего подбирается следующим образом.

Предельный перепад уровней:

Отсюда предельный перепад гидростатического давления:

Где - плотности котловой воды и насыщенного пара соответственно.

Значения берутся из теплофизических таблиц для воды и водяного пара при заданном давлении( для Р=10МПа м³, ³), g=9.823 м/c^2.

отсюда :

Выбираем преобразователь давления типа «Сапфир-22М-ДД» с (из нормального ряда), рассчитанный на избыточное давление до 16 МПа, имеющий основную погрешность ±0.5%, выходной сигнал 4…20мА, в комплекте с двухкамерным уравнительным сосудом, имеющим межосевое расстояние между присоединительными патрубками 0.63м.

В качестве вторичного прибора используется миллиамперметр ГСП класса 0.25 с функциями показания и предельной сигнализации (таблица 3)

Таблица 3 Спецификация на СИ уровня

№ позиции	Измеряемый параметр			Средства измерений
	Наименование	Рабочее значение	Место установки		Наименование	тип	Техническая характеристика	Цель примене-ния
5.1	Уровень в барабане котла	±315мм	барабан		Сосуд уравнительный двухкамерный	Мод. 5424	Н=0.63 м, Рмах=16 МПа,	Техноло-гический контроль, предельная сигнализация
5.2			По месту		Преобразова-тель перепада давлений	Сапфир -22М-ДД мод. 2420	Диапазон 0…4 кПа, , вых.сигнал 4…20мА
5.3			щит		Миллиампер-метр ГСП	А683	Кл.точн. 0.25, сигнализация

Рассчитаем абсолютные погрешности преобразователя и миллиамперметра в единицах давления:

Рассчитаем суммарную погрешность измерительного комплекта:

Полученное значение пересчитываем в единицы уровня:

Выбранный комплект СИ позволяет измерять уровень с достаточно высокой точностью, но только при стационарном режиме работы котла. При изменениях давления(например при пуске холодного котла, или при останове работавшего) разность плотностей будет иметь другие значения, что приведет к появлению большей погрешности.