Акустические уровнемеры. Принцип действия, область применения.

В этих приборах измерение уровня жидкости постоянной плотности сводится к измерению давления, созданного столбом жидкости Р = r_ж g h.Различают пьезометрические уровнемеры и уровнемеры с непосредственным измерением столба жидкости.Пьезометрические уровнемеры применяются для измерения уровня самых разнообразных, в том числе вязких и агрессивных жидкостей. Воздух из пьезометрической трубки 1 барботирует через слой жидкости. Количество воздуха, подаваемого под давлением, ограничивается дросселем 3 таким образом, чтобы скорость движения его в трубопроводе была минимально возможной. Уровень жидкости определяется по разности давления в дифманометре 2. Вес столба жидкости создает гидростатическое давление на мембрану датчика. При постоянной плотности гидростатическое давление является функцией только веса столба жидкости: Ргидростат = р * g * h, где р – плотность g - гравитационная постоянная

h - расстояние между поверхностью жидкости и центром мембраны датчика

Измерив с помощью датчика гидростатическое давление, можно с высокой точностью вычислить массу находящегося в ёмкости продукта или материала, а, введя в память прибора значение плотности вещества, рассчитать объем оследнего.

Гидростатические приборы измерения уровня (гидростатические уровнемеры) позволяют не только определить предельный минимальный или максимальный уровень, но и оценить количество жидкости в емкости, причем - в заданных весовых или объемных единицах измерения.

Данный метод измерения уровня основан на определении гидростатического давления, оказываемого жидкостью на дно резервуара. Величина гидростатического давления на дно резервуара (p) зависит от высоты столба жидкости над измерительным прибором (h) и от плотности жидкости p=gh, соответственно h=p/g, где g=9,81 м/c2 (это справедливо только для неподвижных жидкостей). Пьезорезистивный тензодатчик (или ёмкостный керамический измерительный преобразователь, который не заполнен усредняющим давление веществом) связан с измеряемой жидкостью через изолирующую мембрану из нержавеющей стали и вещество, усредняющее давление. Выходной сигнал тензодатчика преобразуется формирователем в сигнал, соответствующий уровню жидкости.

Пена, отложения, изменения электрических свойств жидкости и формарезервуара не оказывают влияния на результат измерения при реализации гидростатического метода. Основные достоинства гидростатического метода:

+ точность; + применим для загрязнённых жидкостей;+ реализация метода не предполагает использования подвижных механизмов; + соответствующее оборудование не нуждается в сложном техническом обслуживании.

Недостатки:– движение жидкости вызывает изменение давления и приводит к ошибкам измерения (давление относительно плоскости отсчёта зависит от скорости потока жидкости — следствие закона Бернулли); – атмосферное давление должно быть скомпенсировано; – изменение плотности жидкости может быть причиной ошибки измерения.