Masurarea Nivelului Lichidelor [PDF]

Zitiervorschau

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

Masurarea nivelului lichidelor

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

Masurarea nivelului lichidelor Aparate de masura a. Clasificare:  Traductoare de nivel cu plutitor  Traductoare de nivel cu imersor  Traductoare de nivel bazate pe măsurarea presiunii hidrostatice  Traductoare de nivel ultrasonice;  Traductoare de nivel cu radiaţii nucleare;  Traductoare de nivel cu sonde rezistive, capacitive, inductive;  Traductoare de nivel cu elemente termosensibile.  Traductoare de nivel cu plutitor Acesta masoara nivelul prin intermediul unui plutitor care se declanseaza odata cu suprafata de separate dintre faze (lichid-vapori/aer sau lichid-lichid) si transmite in afara vasului pozitia sa prin diverse mijloace: articulatii,parghii,angrenaje…s.a. Schemă de principiu, construcţie şi funcţionare:

o Acest tip de traductor poate fi utilizat si la masurarea nivelului unor pulberi sau granule, urmarindu-se tensiunea din firul de suspendare si prin dispositive speciale, mentinand constanta aceasta tensiune. o Principala problema a acestor traductoare o constituie transmiterea in afara a pozitiei plutitorului fara frecari, cu asigurarea etansietatii mediului din vas. In acest scop se prefer

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

transformarea deplasarii liniare a plutitorului in miscare unghiulara, care saa fie transmisa in afara cu frecari minime.  Exemplu de traductor de nivel cu plutitor: este indicatorul de la benzina de la automobile.  Traductor de nivel cu imersor Işi bazează funcţionarea pe proprietatea corpurilor scufundate într-un lichid de a fi impinse de jos în sus cu o forţă egală cu greutatea de volum dislocuit (forţa ascensională sau forţa arhimedică). Imersorul este un tub cilindric ce efectuează o deplasare odată cu modificarea nivelului, dar şi o imersare în lichid, proporţională cu creşterea nivelului. Adâncimea de scufundare a imersorului este variabilă, iar poziţia lui este determinată de echilibrul dintre greutatea proprie, forţa arhimedică şi reacţiunea din elementul de suspensie. În cele mai multe cazuri, ca element de suspensie se foloseşte un braţ solidar cu un tub de torsiune, care serveşte şi ca element de transmitere în afara vasului a poziţiei imersorului, deci a nivelului, fără a fi nevoie de elemente de etanşare (figura 1).

Fig.1 Schema de principiu a traductorului de nivel cu imersor.

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

Spre deosebire de plutitor, adancimea de scufundare a imersorului este variabila, iar pozitia sa este determinate de echilibrul dintre greutatea propie, forta arhimedica si reactia din elemental de suspensie. In cele mai multe cazuri, ca element de suspensie se foloseste un brat solidar cu un tub de torsiune, care serveste si ca element de transmitere in afara vasului a pozitiei imersorului, deci a nivelului, fara a fi nevoie de elemente de etansare.  Traductoare de nivel bazate pe măsurarea presiunii hidrostatice Traductoarele de nivel hidrostatice functioneaza pe principiul masurarii presiunii hidrostatice a lichidului care creste odata cu cresterea adâncimii la care se afla senzorul, respectiv nivelul lichidului.Cu cât este mai mare înaltimea lichidului, cu atât este mai mare presiunea creata de ea.

Pentru masurari de precizie ridicata se impune compensarea variatiei densitatii cu temperatura, ca in cazul jojelor hidrostatice.

Instrumentele pentru masurarea presiunilor diferentiale folosite initial la masurarea caderii de presiune pe un orificiu (diafragma) dintr-o conducta pentru monitorizarea debitului, se pot adapta usor pentru masurarea nivelului. Pentru rezervoarele deschise se conecteaza conducta de presiune mare la fundul vasului, iar cealalta catre atmosfera. Pentru rezervoarele presurizate conducta de presiune mare se conecteaza la fundul vasului, iar cea de presiune mica la partea de sus a vasului, astfel instrumentul raspunde doar la schimbarile de nivel ale lichidului (Fig.2).

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

Fig.2 Joja hidrostatica, sau metoda presiunii diferentiale, determina nivelul lichidului din rezervor

 Traductoare de nivel ultrasonice si sonice

Se emite un impuls acustic scurt catre suprafata lichidului si timpul dupa care revine sunetul(ecoul) determina nivelul materialului din rezervor. Domeniul frecventelor utilizate este ultrasonic ~20-200kHz sau audibil ~10kHz.

Fig.3 In metoda sonica de masurare a nivelului un traductor montat in parte de sus a rezervorului trimite impulsuri sonore in jos pre materialul din rezervor pentru a-I determina nivelul.

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

Materialele piezoelectrice se folosesc pentru conversia semnalelor electrice in unde sonore si pentru sesizarea undelor acustice.  Traductoare de nivel cu radiaţii nucleare Traductoarele cu radiaţii nucleare utilizează proprietatea de absorbţie a radiaţiilor de către stratul străbătut, în funcţie de natura şi grosimea acestuia. Traductoarele sunt alcătuite dintr-o sursă slabă S de radiaţii nucleare γ (izotopi de cobalt sau cesiu) şi un receptor (detecor) de radiaţii R (de obicei tip cameră de ionizare), pentru măsurarea intensităţii radiaţiilor la ieşirea din mediul străbătut (fig.4). Receptorul cu ionizare funcţionează pe baza efectului de ionizare produs de radiaţii asupra unui gaz etalon din interiorul sursei. Curentul de ionizare, obţinut prin aplicarea între două armături a unei tensiuni electrice de cca. 200…300V, este dependent de intensitatea radiaţiilor radioactive.

Metoda de măsurare se utilizează numai în cazuri speciale, când mediul de măsurat este foarte coroziv sau când vasul lucrează la presiuni şi temperaturi extrem de ridicate.  Traductoare de nivel cu microunde

Materialele conductoare reflecta microundele, iar materialele dielectrice le atenueaza. Pentru masurarea nivelului lichidelor sau pulberilor conductoare se procedeaza astfel:  Un emitator transmite un fascicol de microunde in impulsuri spre lichid, care este reflectat si captat de o antena si apoi transmis receptorului. Timpul necesar fascicolului sa ajunga de la emitator la receptor este o masura a nivelului.

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

 Traductoare de nivel capacitive Cel mai simplu traductor de nivel capacitiv are 2 electrozi, unul fiind o vergea izolata introdusa in rezervorul cu lichid, iar celalalt electrod fiind peretele rezervorului. Daca rezervorul nu are o forma geometrica regulata, traductorul capacitiv are cei doi electrozi profilati corespunzator, astfel incat sa existe o dependenta liniara intre capacitate si cantitatea de lichid. Avantajele traductoarelor de nivel capacitive sunt functionarea cu lichide sau pulberi conductoare sau izolante si semnalul de iesire in curent alternativ.

STUDENT: ȘUPIALĂ ION GRUPA: 10576

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIEȘTI

Bibliografie 1. 2. 3. 4.

Mecanica fluidelor, Petre Bradeanu, Editura Tehnica, Anul 1973; Introducere în mecanica fluidelor, Dan Gh. Ionescu, Editura Tehnica; Bacon, J.M. June 1996. “The changing world of level measurement,” InTech. Boyes, W. Feb. 1999. “The Changing State of the Art of Level Measurement,” Flow Control.