Сигнализаторы уровня в резервуарах

Современные технологические циклы многих предприятий связаны с использованием в производстве жидких, сыпучих, жирных и агрессивных химических веществ. Зачастую для нормальной работы необходимо поддерживать круглосуточный цикл производства, в котором важную роль играют современные системы управления, в том числе позволяющие контролировать показатели количества сырья в резервуарах и емкостях, изменения его температуры, качества, иметь точные сведения о химических реакциях и их результатах. В особенности в процессе производства необходима информация, касающаяся количества материалов внутри этих емкостей, их уровня и расхода, а это значит что без надежной и достоверной информации непосредственно из заполненного сырьем резервуара не обойтись.

Решить эту проблему, может установка специальных датчиков, которые в автоматическом режиме позволяют не только контролировать уровень материалов в резервуаре, но и получать дополнительно другую не менее ценную информацию, чем процент заполнения резервуара.

Классификация сигнализаторов

Используемые в промышленности системы контроля веществ в оборудовании зависят от правильного подбора датчиков, отвечающих за определение уровня содержимого в емкости. Классификация этих датчиков позволяет правильно подобрать необходимый прибор для точного определения необходимых показателей. Предлагаемые сегодня датчики или сигнализаторы уровня в резервуарах имеют свою узконаправленную специализацию, требующую не только специфической настройки, но и понимания принципов работы таких приборов. Неправильно подобранный или не совсем соответствующий задачам производства сигнализатор уровня в емкости не только будет искажать реальные данные, но и может привести к производственной аварии.

Одним из видов классификации сигнализаторов выступает сфера их применения:

• Сигнализатор уровня жидкости;
• Сигнализатор уровня сыпучих тел в резервуаре.

Одним из самых популярных датчиков для жидкостей выступает сигнализатор уровня воды, нашедший свое применение как в промышленности, например, в емкостях очистки воды, используемой в технологическом цикле производства, так и в коммунальном хозяйстве – сигнализатор уровня жидкости в водонапорных башнях.

Сигнализаторы уровня сыпучих тел применяются, в системах управления заводов железобетонных изделий, кондитерском и фармацевтическом производстве, металлургии. Там, где необходимо контролировать количество материалов имеющих пылеватую и гранулированную форму.

Еще одним вариантом классификации таких приборов может выступать классификация, основанная на принципе работы этих датчиков. Важность применения различных физических принципов в работе датчиков связана с необходимостью получения информации о заполнении емкости веществами и жидкостями, имеющими свои специфические особенности.

К примеру, для работы в агрессивных средах газов, кислот или щелочей необходимо применение приборов с высокой степенью безопасности также как и для определения количества бензина или дизельного топлива необходимо применение специфического сигнализатора уровня нефтепродуктов. Классификация по принципу действия датчиков может выглядеть следующим образом:

• Емкостные датчики;
• Радиочастотные;
• Гидростатические;
• Мембранные;
• Поплавковые;
• Вибрационные;
• Микроволновые;
• Оптические;
• Радарные;
• Акустические;
• Ультразвуковые.

Такая классификация позволяет более точно подобрать прибор, соответствующий по своим параметрам для установки в том или ином оборудовании.

Основное назначение всех этих датчиков заключается в необходимости подавать сигнал о наполнении или наоборот удалении из резервуара содержимого, и таким образом, управления машинами и механизмами других участков производства, например, насосных станций, накачивающих воду в водонапорную башню, как это бывает с датчиком водопроводной башни или открытия или закрытия дозатора в емкости для цемента на заводе железобетонных конструкций при производстве бетона.

Классифицировать приборы можно и по признаку передаваемого сигнала. Для простых систем управления, используемых поплавковый сигнализатор уровня жидкости в системах водоснабжения, применяются самые простые электронные схемы с электромагнитным реле, замыкающие и размыкающие контакты и таким образом запускающие насосы или останавливающие их. А вот для более сложных производств, применение нашли системы с интеллектуальной составляющей, передающие аналоговый или цифровой сигналы, позволяющие блоку управления получать дополнительную информацию, например, о скорости наполнения емкости.

Сигнализаторы уровня жидкостей

Электронные компоненты, обеспечивающие систему управления информацией об уровне жидкости в резервуаре, применяются как в привычных схемах оборудования, с емкостями работающих по схеме «наполнение-спуск» так и в резервуарах, отвечающих за аккумулирование или аварийный прием жидкостей. Сигнализаторы уровня жидкости востребованы практически во всех отраслях промышленности, они применяются в накопительных емкостях и резервуарах, баках, скважинах, башнях и регенерационных колоннах, колодцах, бассейнах и открытых отстойниках и водоемах. В пищевой промышленности датчики работают как с жидкостями – молоком, водой, соками, алкогольными и безалкогольными напитками, так и с маслами, майонезами, пищевыми полуфабрикатами и молокопродуктами.

Наиболее часто применяемые в различных системах контроля объема воды – это, безусловно, поплавковые сигнализаторы уровня воды, самый надежный и простой вид датчика. Он применяется, как в обычных условиях, когда в качестве основного вещества выступает водопроводная вода, так и в некоторых агрессивных средах, состоящих из водных растворов кислот и щелочей. Работа этого вида оборудования основана на применении выталкивающей силы жидкости на поплавковую камеру.

Магнитные сигнализаторы основаны на применении свойств магнитного поля, когда элемент с магнитом устанавливается внутри емкости, а снаружи устанавливается оборудование, фиксирующее изменение магнитного поля при изменении количества жидкости в закрытом объеме емкости. При увеличении объема жидкости датчик поднимается вместе с уровнем жидкости, замыкая постепенно контакты герконовых элементов. Магнитные датчики широко используются в качестве сигнализаторов уровня масла в очистных сооружениях, когда в сточных водах маслосодержащие нефтепродукты постепенно всплывают на поверхность воды, образуя нерастворимый слой.

Ультразвуковые виды приборов основаны на изменении ультразвука в резервуаре. Этот принцип широко используется в оборудовании сигнализаторов уровня нефти и нефтепродуктов, когда используются для определения уровня взрывоопасной жидкости, как в закрытых, так и открытых резервуарах для их хранения.

Оптические сигнализаторы используются для определения заполнения объема жидкими продуктами. Действие этого вида датчиков основан на анализе преломления света в районе верхнего уровня жидкости. Оптические приборы часто используются как сигнализаторы уровня жира в закрытых резервуарах.

Приборы, осуществляющие контроль при помощи ультразвука сегодня, нашли самое широкое применение не только благодаря самым точным показателям, но и благодаря универсальности применения. Ультразвуковой сигнализатор уровня может работать как в обычных средах с нейтральными веществами, так и в емкостях с агрессивными и ядовитыми средами, жидкостями, образующими пар и осадок. Этот вид приборов самый безопасный вид указателей уровня.

Приборы, определяющие уровень сыпучих материалов

Для работы в среде сыпучих материалов используются несколько видов приборов, основанных на свойствах сыпучих материалов. Основными видами таких сигнализаторов уровня сыпучих материалов являются:

• Вибрационные датчики;
• Емкостные датчики;
• Ротационные сигнализаторы;
• Приборы определения уровня наклонного типа.

Вибрационные сигнализаторы уровня используются для определения не только предельного значения заполнения, но и контроля нарастания или убывания объема загрузки материала. Принцип работы основан на изменении частоты колебания при поглощении колебания материалами. Вибрационный зонд формирует колебания с определенной частотой, при заполнении сыпучим материалом резервуара эти колебания поглощаются веществом и датчик формирует сигнал о достижении предела. Освобождение материалом зонда наоборот позволяет начать осуществлять колебания и как результат датчик сигнализирует о снижении количества сыпучих материалов в резервуаре.

Емкостные датчики основаны на принципе работы конденсатора, когда между электродами находится слой диэлектрика и при изменении этого слоя меняется и емкость конденсатора. Емкостные приборы применяются как для жидкостей, так и для твердых материалов. Емкостной сигнализатор уровня песка представляет собой специальный кабель, реагирующий на изменение количества песка в резервуаре изменением электрической проницательности.

Сигнализатор уровня осадка определяет количество плотного осадка в жидкостях и относится к оптическим видам приборов. Чаще всего он находит свое применение для определения степени загрязнения сточных вод на очистных сооружениях, анализируя распространение светового потока между прозрачными и непрозрачными слоями содержимого резервуара.