Поплавкові і буйкові рівнеміри
Поплавця рівнеміром називається рівнемір, заснований на вимірюванні положення поплавця, частково зануреного в рідину, причому ступінь занурення поплавця (осаду) при незмінній щільності рідини не залежить від контрольованого рівня. Поплавок переміщається вертикально разом з рівнем рідини, і, отже, за його позицією може бути визначено значення рівня. У статичному режимі на поплавок діють: сила тяжіння G і виштовхують сили рідини і газового середовища. При переміщенні поплавка з'являється також сила опору в рухомих елементах рівнеміра. Якщо знехтувати силою опору кінематики і виштовхує силою газової фази, то діючі на поплавок сили пов'язані рівнянням
G = Vж # 961; ж g, де Vж - обсяг зануреної частини поплавця, # 961; ж - щільність рідини.
Обсяг Vж однозначно визначає осадку (глибину занурення) поплавка. При зміні щільності контрольованої рідини на # 916; # 961; ж змінюється обсяг зануреної частини на # 916; Vж. що призводить до зміни осаду, тобто до появи додаткової похибки. вираз для # 916; Vж можна отримати у вигляді
Таким чином, обсяг зануреної частини Vж. а отже, осаду поплавка, є параметром, що визначає додаткового-тільну похибка, викликану зміною щільності контрольованої рідини. Для зниження цієї похибки доцільно зменшити осадку поплавка, що може бути досягнуто або збільшенням площі поперечного перерізу поплавка, або полегшенням поплавка.
У найпростішому випадку поплавок з'єднаний з покажчиком за допомогою гнучкої механічної зв'язку. Розміри поплавка обмежуються розмірами рівнеміра, маса поплавця не може бути сильно зменшена через необхідність забезпечення необхідного натягу гнучкого елемента і подолання сил тертя. Сила опору визначається вибором схеми зв'язку поплавка з вимірювальної схемою рівнеміра. Така конструкція має великий діапазон виміру, але не забезпечує хорошою герметизації резервуара, тому використовується тільки при невеликому надлишковому тиску або розрідженні і невисоких температурах контрольованого середовища. Прикладом такого рівнеміра є рівнеміри типу УДУ. Вони призначені для вимірювання рівня нафтопродуктів з температурою (-50. 50) ° С, в інтервалі надлишкових тисків (-1,5. 3) кПа. Діапазони вимірювання 0. 12 або 0. 20 м, основна похибка ± 4 мм.
При більш високих значеннях температури і тиску середовища використовуються поплавкові рівнеміри з магнітними перетворювачами. Прикладом таких приладів є магнітні рівнеміри типу ПМП (рис. 1) НПП «СЕНСОР».
Мал. 1. Схема поплавкового рівнеміра ПМП:
1 - корпус; 2 - кабельний висновок; 3 - парасолька; 4 - стопорне кільце; 5 - постійний магніт; 6 - поплавок; 7 - напрямна трубка; 8 - герконовое реле
За направляючої трубі 7 під впливом зміни рівня рідини переміщається поплавець 6 з постійним магнітом 5. Усередині трубки 7 по всій її довжині знаходяться герконові реле, які спрацьовують під дією магнітного поля поплавка. Стопорне кільце 4 обмежує переміщення поплавка вгору, а парасольку 3 захищає його від крапель конденсату, який може утворюватися на внутрішніх стінках резервуара. При діапазоні вимірювання від 0,5 до 6 м висота рівня вимірюється з дискретністю 5 мм. При визначенні маси для обліку зміни щільності рідини в перетворювачі проводиться вимірювання температури. Ці перетворювачі можуть мати в якості вихідної величини зміна опору, струмовий сигнал 4. 20 мА або цифровий.
Магнітні поплавки входять до складу ультразвукових рівнемірів.
Буйкових рiвнемірiв називаються рівнеміри, засновані на законі Архімеда: залежно виштовхує сили, що діє на буйок, від рівня рідини. Чутливим елементом таких рівнемірів є масивне тіло (наприклад, циліндр) - буйок, підвішене вертикально всередині судини і частково занурена в контрольовану рідину (рис. 2).
Мал. 2. Розрахункова схема буйкового рівнеміра
Буйок закріплений на пружній підвісці з жорсткістю с, діючої на буйок з певним зусиллям (на рис. 2 таким елементом є пружина). Збільшуючи рівень на Н від нульового положення 00, збільшуємо виштовхуючу силу, що викликає підйом буйка на х, причому при його підйомі збільшується осаду, тобто х