Сигнализатор уровня сред (емкостное реле)

Сигнализатор уровня сред (емкостное реле)

Сигнализатор уровня сред (далее СУС) предназначен для сигнализации наличия определенных объектов (сыпучих сред, предметов) в непосредственной близости от его датчика (чувствительного элемента). По сути, это емкостное реле, сигнализатор изменения емкости емкостного датчика. От подобных устройств резонансного типа, СУС отличается отсутствием катушек индуктивности и простотой настройки. Такое схемное решение обеспечивает реакцию на изменение емкости датчика всего на 0,5 пф (!). Это позволяет реагировать на приближение ладони человека на расстояние 5-8см до поверхности датчика.
Блок-схема СУС показана на рисунке 1, и состоит из: датчика —1, тактового генератора —2, генераторов опорного —3 и измерительного —4 сигналов, сравнивающего устройства —5, согласующего –6 исполнительного –7 устройств и блока питания —8.

Рассмотрим работу схемы по диаграммам на рисунке 2:

Тактовый генератор вырабатывает импульсы синхронизации (1), по которым запускаются опорный (3) и измерительный (5) ждущие мультивибраторы. Длительность опорного импульса определяют элементы схемы (3), (могут меняться вручную). Длительность измерительного импульса (5) зависит от величины емкости датчика.
В исходном состоянии, когда на датчик не воздействуют посторонние предметы, его емкость мала и длительность (t2) опорного импульса, больше длительности измерительного (t3) импульса (t2> t3, диаграмма 4, 5). При приближении контролируемого объекта к датчику его электрическая ёмкость увеличивается, длительность измерительного импульса (t4) возрастает и в определённый момент становится больше опорного (t2) (t2 При отдалении контролируемого объекта к датчику его электрическая ёмкость уменьшается и длительность измерительного импульса уменьшается (t5) и когда она станет меньше t2 , схема вернется в исходное состояние и с нагрузки напряжение будет снято (точка «Б» диаграммы 6).

Рассмотрим принципиальную схему сигнализатора СУС на рисунке 3:

Тактовый генератор собран на логических элементах DD1. Генератор опорного сигнала выполнен на 2-х элементах DD2, транзисторе VТ1 и времязадающей цепочке C3, R2, R4. Его параметры регулируются резистором R4.
Генератор измерительного сигнала выполнен на оставшихся 2-х элементах DD2, транзисторе VТ2 и времязадающей цепочке C0,С2, R3. Выходы обоих генераторов поданы на входы «D» и «С» триггера DD3. При длительности импульса измерительного канала (5) больше длительности импульса опорного канала (3), в триггер, записывается «1» (6). Согласование по уровню сигнала осуществляется в согласующем устройстве 6 (рис.1), собранное на элементах:VТ3, VТ4, R13, R14, R16-R18 (рис. 3). Релейный каскад исполнительного устройства 7 собран на VT5. Контакты реле К1 коммутируют питание на нагрузку. В верхней части схемы показан симисторный вариант коммутатора нагрузки. Обе схемы не имеют особенностей.

Конструкция СУС и датчика показана на рисунке 4.

Несущим элементом является металлический корпус с размещенным в нем диском из фольгированного текстолита толщиной 1,5мм и диаметром 160мм. Рисунок датчика нанесен краской по трафарету. Не защищенные участки вытравлены, к получившимся зонам (обкладкам конденсатора датчика) подпаяны провода для подключения в схему.

Настройка сигнализатора состоит в проверке напряжения питания микросхем и контроле соответствия сигналов в контрольных точках в соответствии с рисунками 2 и 3. При исходном состоянии датчика длительность импульса на выводе 3 микросхемы DD3, должна быть меньше длительности импульса выводе 5 той же МС. Достигается это регулировкой подстроечного резистора R4. При приближении руки к датчику на выходе 1 микросхемы DD3 должен быть переход с состояния «0» в состояние «1». Чувствительность уточняется незначительным изменением положения резистора R4. Настройка остальной части схемы, при исправных деталях, не требуется.

Конструктивно сигнализатор собран из двух блоков (выделено на рисунке 3). Левая (по схеме) часть собрана в непосредственной близости от датчика, в одном корпусе. Правая часть – отдельным блоком. Соединение между блоками 3-х проводное, не ограниченной длины (в разумных пределах).

Сигнализатор уровня сред (емкостное реле)

  • Аксессуары
  • Блоки питания для ПЛК и датчиков
  • Датчики и преобразователи давления промышленные
  • Датчики линейных перемещений и расстояний
  • Датчики оптические для специальных задач
  • Датчики положения
  • Датчики, реле потока воздуха и промышленных газов
  • Датчики, реле потока жидкости
  • Датчики температуры промышленные
  • Датчики ускорения — акселерометры
  • Датчики угла наклона — инклинометры
  • Датчики угловых перемещений, энкодеры, потенциометры
  • Датчики щелевые
  • Индикаторы, преобразователи и регуляторы
  • Мониторинг и диагностика
  • Расходомеры жидкости
  • Расходомеры сжатого воздуха и промышленных газов
  • Сигнализаторы уровня жидкости и сыпучих веществ
  • Сканеры штрих-кодов промышленные
  • RFID компоненты
  • Уровнемеры
  • Сигнальное оборудование
  • Безопасность на производстве
  • Промышленные интерфейсы
  • Системы освещения на производстве
  • Бесконтактные системы передачи данных
  • Аксессуары
  • Блоки питания для ПЛК и датчиков
  • Датчики и преобразователи давления промышленные
  • Датчики линейных перемещений и расстояний
  • Датчики оптические для специальных задач
  • Датчики положения
  • Датчики, реле потока воздуха и промышленных газов
  • Датчики, реле потока жидкости
  • Датчики температуры промышленные
  • Датчики ускорения — акселерометры
  • Датчики угла наклона — инклинометры
  • Датчики угловых перемещений, энкодеры, потенциометры
  • Датчики щелевые
  • Индикаторы, преобразователи и регуляторы
  • Мониторинг и диагностика
  • Расходомеры жидкости
  • Расходомеры сжатого воздуха и промышленных газов
  • Сигнализаторы уровня жидкости и сыпучих веществ
  • Вибрационные датчики — сигнализаторы уровня
  • Емкостные датчики — сигнализаторы уровня
  • Поплавковые датчики — сигнализаторы уровня
  • Все
  • Balluff
  • EGE-Elektronik
  • IFM Electronic
  • Pepperl+Fuchs
  • Turck

Каталог емкостных сигнализаторов — датчиков уровня Balluff, IFM Electronic, EGE-Elektronik, Pepperl+Fuchs для воды и других жидкостей (в том числе агрессивных), вязких и сыпучих материалов, гранул и т.п. для детектирования граничных значений уровня в различных отраслях промышленности, коммунальном хозяйстве.

Применение: пищевая промышленность, вода, жидкости на водной основе. Длина зонда: 11 мм. Температура измеряемой среды: -40. +100 °C, кратковременно до + 150 °C . Подключение к процессу: G ½. Максимальное давление: 40 бар. Выходной сигнал: 2xPNP/NPN NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса в контакте со средой: PEEK. П итание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin. Сертификаты: 3A, EHEDG, FDA.

Применение: пищевая промышленность, масла, маслянистые среды и сыпучие вещества. Длина зонда: 11 мм. Температура измеряемой среды: -40. +100 °C, кратковременно до + 150 °C . Подключение к процессу: G ½. Максимальное давление: 40 бар. Выходной сигнал: 2xPNP/NPN NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса в контакте со средой: PEEK. П итание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin. Сертификаты: 3A, EHEDG, FDA.

Применение: пищевая промышленность, вода, жидкости на водной основе и жирные, вязкие среды. Длина зонда: 11 мм. Температура измеряемой среды: -40. +85 °C, кратковременно до + 150 °C . Подключение к процессу: G ½. Максимальное давление: 40 бар. Выходной сигнал: 2xPNP/NPN NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса в контакте со средой: PEEK. П итание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin. Сертификаты: 3A, EHEDG, FDA.

Применение: сухие сыпучие материалы, пластиковые гранулы . Температура измеряемой среды: до +2 50 °C . Корпус: М30×1,5. Выходной сигнал: PNP NO/NC. Материалы корпуса в контакте со средой: пластмасса PPS, латунь, покрытие белой бронзой. П итание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Применение: жидкости и сухие сыпучие материалы . Температура чувствительной поверхности: -25. +80 °C . Корпус: М30×1,5. Выходной сигнал: PNP NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса: нерж. сталь V4A (1.4404), пластмасса PBT. П итание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Читайте также  Простой регулятор мощности

Применение: жидкости и сыпучие материалы через неметаллическую стенку емкости . Температура чувствительной поверхности: -25. +80 °C . Корпус: прямоугольный, 48x20x14 мм. Выходной сигнал: PNP NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса: пластмасса PBT. П итание: 10. 30 V DC. Подключение: кабель PVC, 2 метра.

Емкостные датчики уровня — устройство, принцип работы, применение

Датчики уровня емкостного типа используются в первую очередь как средства контроля уровня различных жидкостей. Процесс контроля базируется на том, что любая жидкость обладает определенной диэлектрической проницаемостью. Поэтому и принцип работы емкостного датчика уровня заключается в следующем.

Главным элементом емкостного датчика уровня является специальный высокочувствительный конденсатор, способный изменять свою емкость в зависимости от того, в какую среду он помещен. Чувствительность конденсатора позволяет датчику одинаково эффективно работать как с диэлектрическими жидкостями, так и с жидкостями, обладающими минимальной диэлектрической проницаемостью.

Датчик просто устанавливают в резервуаре, предназначенном для жидкого материала, уровень которого в данном резервуаре (например в трубе) нужно контролировать. За базовую диэлектрическую проницаемость здесь принимается текущая диэлектрическая проницаемость воздуха. И как только жидкость соприкоснется с чувствительным элементом датчика, емкость чувствительного конденсатора изменится. В этот момент датчик сработает — будет зафиксирован контрольный уровень жидкости.

Между прочим, датчики уровня емкостного типа способны реагировать на жидкость и вовсе без прямого контакта чувствительного элемента с ней. Ведь фиксация изменения диэлектрической проницаемости может осуществляться и через диэлектрический материал корпуса резервуара, внутри которого варьируется уровень жидкости. Контроль может производиться например через крышку, стенку или дно резервуара, стоит жидкости достичь точки, где установлен чувствительный элемент датчика.

Емкостные уровнемеры с коаксиальными электродами используются для измерения уровня неэлектропроводных сред. Недостатком коаксиального чувствительного элемента является плохое заполнение его контролируемым веществом, особенно при повышенной вязкости среды и наличии твердых примесей.

Датчики выпускаются в различных исполнениях: по форме, размеру, конструкции чувствительного элемента, а также по конструкции и размеру корпуса и типу установки датчика (встраиваемые в стенку или крышку, размещаемые рядом с емкостью, размещаемые на подвесе внутри емкости).

В случае использования в качестве чувствительного элемента одинарного электрода роль второго электрода конденсатора выполняет заземленная стенка резервуара, если она металлическая, либо специальный заземленный металлический электрод, если стенка резервуара выполнена из диэлектрика. Одинарные электроды могут представлять из себя жесткие стержни или гибкие тросы.

Для измерения уровня электропроводных сред измерительный электрод покрывают изоляционным слоем. В качестве изоляции, как правило, используется фторопласт.

Емкостные датчики уровня жидкости находят применение в самых разных современных областях промышленности, ведь они совместимы практически с любыми жидкостями. Это и сельское хозяйство с его жидкими удобрениями и системами полива. Это и пищевая отрасль (молоко, вода, напитки).

В нефтехимической промышленности необходимо контролировать уровень нефтепродуктов. В фармацевтике — жидкие препараты. Во многих отраслях крайне важен контроль уровня воды, в том числе и подземных вод, а также вод в системах хранения, водоснабжения, водоотведения и канализации на предприятиях и просто в зданиях.

Датчик способен, таким образом, измерять уровень жидкого продукта, и при необходимости, взаимодействуя с автоматикой, поддерживать требуемое значение. Он может контролировать наполнение емкости жидкостью и процесс прохождение жидкости по трубопроводу, а также отслеживать расход. Таким образом, емкостной датчик уровня жидкости — незаменимое решение для систем автоматизации на разного рода предприятиях.

Ряд преимуществ выделяет емкостные датчики среди средств контроля уровня других типов. Емкостные датчики совместимы даже с химически агрессивными и пожароопасными веществами.

Они могут работать с продуктами практически любых физических свойств, с резервуарами любых объемов, форм и размеров (в силу возможности бесконтактного взаимодействия). Помещение может быть задымленным, запыленным, в нем может иметь место повышенная влажность воздуха, что не помещает работе датчика.

Датчик просто устанавливается на свое место, при этом он очень прост в обслуживании. В результате срок эксплуатации датчика может измеряться годами, а точность и надежность при правильном использовании останутся неизменными.

Конечно, есть у емкостных датчиков и недостатки. Они, например, чувствительны к образованию пены, к налипанию материала или осадков, что может вызвать ложные срабатывания. Поэтому регулярное обслуживание таким датчикам необходимо. Конечно стоят они дороже датчиков других видов.

В любом случае, перед установкой датчик необходимо точно отрегулировать, а в процессе эксплуатации нужно следить за его состоянием. Тогда и надежность и точность контроля останутся на высоте.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Сигнализатор уровня сред (емкостное реле)

Емкостные сигнализаторы уровня серии РИЗУР-100 (далее сигнализатор) производства ООО «НПО РИЗУР» выпускаются по ТУ 26.51.52-001-12189681-2018 и предназначены для контроля одного или нескольких уровней электропроводных и неэлектропроводных жидкостей, сыпучих сред (порошкообразные, гранулированные и др.), а также уровня раздела сред, например, вода – углеводороды.

Прибор применяется в нефтеперерабатывающей, пищевой, химической, металлургической, целлюлозно-бумажной, фармацевтической и других отраслях промышленности, где необходим эффективный контроль, регулирование и координация технологических процессов. Датчик-реле уровня серии РИЗУР-100 положительно зарекомендовал себя как надежный прибор, на работу которого не влияет наличие таких неблагоприятных факторов, как пена и твердые взвеси, а также значительные вибрации. Наличие исполнения датчика реле уровня с коаксиальным чувствительным элементом позволяет применять данный прибор в неметаллических резервуарах, а также емкостях со сложной геометрией и наличием выступающих элементов, например, мешалки, лестницы и др.

Приборы РИЗУР-100 эксплуатируются в умеренном и холодном климате, при температурном режиме от – 40 до + 60 С°, являются вибропрочными и виброустойчивыми, стойкость к механическим воздействиям соответствует исполнению группы N3 по ГОСТ 12997-84. Корпус защищен от проникновения воды и пыли — степень защиты IP67 или IP68.

Устройство и принцип работы

Принцип действия сигнализаторов уровня серии РИЗУР-100 основан на измерении значения электрической емкости, образованной между электродом чувствительного элемента (ЧЭ) и заземленной поверхностью резервуара. При наполнении резервуара значение емкости увеличивается пропорционально уровню и диэлектрическим свойствам контролируемого вещества.

Если резервуар изготовлен из непроводящего материала — потребуется установить дополнительный заземляющий электрод или использовать сигнализатор с коаксиальным ЧЭ.

При достижении контролируемой средой уровня срабатывания значение электрической емкости изменится, что в свою очередь приведет к изменению частоты электрических колебаний измерительной цепи.

Для обеспечения высокой точности срабатывания применяется частотный метод преобразования значения электрической емкости в соответствующий выходной сигнал: ток 4-20 мА, реле, Namur и др.

РИЗУР-100 выпускается в моноблочном исполнении, где ЧЭ (первичный преобразователь) конструктивно совмещен с электронным блоком (вторичным преобразователем). Корпус и крышка, изготовлены из алюминиевого сплава методом литья (по специальному заказу корпус может быть выполнен из нержавеющей стали). На корпусе расположен винт заземления, винт фиксации крышки, маркировочная табличка, два отверстия для кабельных вводов. В крышке расположена светопропускающая часть для наблюдения за индикацией сигнализатора. В корпусе размещен электронный блок с клеммами для подключения кабеля. Ввод цепей питания и сигнализации возможен через один или два кабельных ввода.

Читайте также  Бестрансформаторное зарядное устройство

В электронном блоке сигнализатора находится светодиодный индикатор, отображающий состояние контролируемой среды и исправность сигнализатора. В зависимости от условий технологического процесса и характеристик контролируемой среды чувствительный элемент РИЗУР-100 может быть стержневым, тросовым или коаксиальным, из нержавеющей стали или с покрытием ПТФЭ.

Габаритные размеры

Код заказа на датчик-реле уровня емкостной РИЗУР-100

1. Модель
РИЗУР-101 одна точка контроля
РИЗУР-102 две точки контроля
РИЗУР-103 три точки контроля
РИЗУР-104 четыре точки контроля
РИЗУР-105 пять точек контроля
РИЗУР-106 шесть точек контроля
РИЗУР-107 семь точке контроля
РИЗУР-108 восемь точек контроля
РИЗУР-10X спец. исполнение (по согласованию с изготовителем)
2. Материал корпуса
Алюминий (стандарт)
1 Нерж. сталь 12Х18Н10Т / AISI321
3. Исполнение и материал ЧЭ
С0 Стержневой 12Х18Н10Т / AISI321, неизолированный, Ø 4 мм, длина от 1000 до 3000 мм
С1 Стержневой 12Х18Н10Т / AISI321, изолированный ПТФЕ, Ø 6 мм, длина от 100 до 2500 мм
Т0 Тросовый 12Х18Н10Т / AISI321, неизолированный, Ø 4 мм, подвес Ø 22 мм, длина троса от 2500 до 20000 мм
Т1 Тросовый 12Х18Н10Т / AISI321, изолированный ПТФЕ, Ø 6 мм, подвес Ø 22 мм, длина троса от 1500 до 3000 мм
К0 Коаксиальный 12Х18Н10Т / AISI321, неизолированный, Ø 4 мм, длина от 100 до 3000 мм
К1 Коаксиальный 12Х18Н10Т / AISI321, изолированный ПТФЕ, Ø 6 мм, длина от 100 до 3000 мм*
Х Спец. материал по заказу (указывается письменно вне кода заказа)
* Применяется для электропроводных сред. В коаксиальном ЧЭ фторопластом покрыта только измерительная часть ЧЭ. Успокоительная трубка изготовлена из 12Х18Н10Т / AISI321 и дополнительного покрытия не имеет.
4. Присоединение к процессу
М0 Резьбовое штуцер М20х1,5
М7 Резьбовое штуцер М27х1,5
Д3 Резьбовое штуцер стандарт — G ¾» (стандарт)
Д1 Резьбовое — штуцер G1″
Н3 Резьбовое накидная гайка — G ¾»
Н0 Резьбовое накидная гайка M30x2
X Спец. присоединение к процессу — резьбовое, фланцевое, под приварку и др. (указывается письменно вне кода заказа)
5. Температура процесса
100 — 40. + 100 °С, стандарт (длина «ножки» А=100 мм)
150 — 60. + 150 °С (длина «ножки» А=100 мм)
Х Спец. температурные условия (указывается вне кода заказа)
6. Давление процесса
10 до 1,0 МПа
16 до 1,6 МПа
25 до 2,5 МПа
63 до 6,3 МПа
100 до 10,0 МПа
Х Спец. исполнение (указывается письменно вне кода заказа)
7. Длина ЧЭ
ХХ Указать расстояние от уплотнительной поверхности до контрольной точки (в многоточечном исполнении указать точки контроля L1/L2/L3/…/L8)*
*Обратите внимание, минимальное расстояние от нижней точки контроля до конца ЧЭ — 50 мм
8. Вид взрывозащиты прибора
Н Без взрывозащиты
Д 1Ex d IIC T6 Gb X — взрывонепроницаемая оболочка
И 0Ex ia IIC T6 Ga X — искробезопасная цепь
9. Выходной сигнал
Сухой контакт DPDT/SPDT*
1 4… 20 . мА двухпроводное подключение
3 RS485 Modbus RTU
4 NAMUR**
5 8/16 мА двухпроводная схема
6 7/14 мА двухпроводная схема
Х Спец. исполнение выходного сигнала (указывается письменно вне кода заказа)
* Только для моделей РИЗУР-101. РИЗУР-104
** Только для модели РИЗУР-101
10. Кабельный ввод
Без кабельных вводов (заглушка М20х1,5)
М Один кабельный ввод М20х1,5 для небронированного кабеля
ММ Два кабельных ввода М20х1,5 для небронированного кабеля
Б Один кабельный ввод М20х1,5 для бронированного кабеля
ББ Два кабельных ввода Мх1,5 для бронированного кабеля
Х Специальное исполнение количество и тип кабельных вводов ( указывается письменно вне кода заказа)
11. Параметры рабочей среды
ХХ/XX/XX Температура, °С / Давление, МПа / Плотность среды, кг/м3
12. Необходимость уровнемерной колонки
Без уровнемерной колонки
КБУ В комплекте с уровнемерной колонкой*
*Необходимо приложить код заказа уровнемерной колонки или заполненный опросный лист на уровнемерную колонку
13. Необходимость искробезопасного барьера
Без искробезопасного барьера
ИБ В комплекте с искробезопасным барьером*
* Необходимо приложить код заказа или заполненный опросный лист на искробезопасный барьер
14. Необходимость укрытия термочехлом
Без термочехла
ТЧ В комплекте с термочехлом*
* Необходимо приложить заполненный опросный лист на термочехол РИЗУР

Температура рабочей среды -196 . +150 (см. код заказа)
Давление рабочей среды, МПа 0,6; 1,6; 2,5; 6,3; 10,0
Диэлектрическая проницаемость рабочей среды (для неизолированных ЧЭ) ≥ 1,5
Динамическая вязкость, Па·с, не более 5
Количество уровней контроля до 8
Время срабатывания, сек 1, 3, 10, 30
Напряжение питания, В 12. 28
Потребляемый ток на каждый уровень контроля, не более 12 мА, при 24 В (для релейного выходного сигнала)
Выходной сигнал Сухой контакт SPDT;
4. 20 мА двухпроводное подключение;
RS485 Modbus RTU;
NAMUR;
8/16 мА двухпроводное подключение;
7/14 мА двухпроводное подключение;
Электрическая нагрузка на контакты реле, не более 250 В, 1 А, 30 Вт
Температура окружающей среды, С -40…+60
-60 … +75 (по специальному заказу)
Материал корпуса алюминиевый сплав;
нержавеющая сталь
Тип и материал ЧЭ Стержневой 12Х18Н10Т/AISI321, неизолированный, ⌀ 4 мм, длина от 100 до 3000 мм;
Стержневой 12Х18Н10Т/AISI321, изолированный ПТФЕ, ⌀ 6 мм, длина от 100 до 2500 мм;
Тросовый 12Х18Н10Т/AISI321, неизолированный, ⌀ 4 мм, подвес ⌀ 20 мм, длина от 2500 до 20000 мм;
Тросовый 12Х18Н10Т/AISI321, изолированный ПТФЕ, ⌀ 6 мм, подвес ⌀ 20 мм, длина от 1500 до 3000 мм;
Коаксиальный 12Х18Н10Т/AISI321, неизолированный, ⌀ 4 мм, длина от 100 до 3000 мм;
Коаксиальный 12Х18Н10Т/AISI321, изолированный ПТФЕ, ⌀ 6 мм, длина от 100 до 3000 мм *
Маркировка взрывозащиты 1Ex d IIC T6 Gb X;
0Ex ia IIC T6 Ga X;
без взрывозащиты
Степень защиты корпуса IP67;
IP68 (по специальному заказу)
Ориентация прибора в пространстве при монтаже на объекте произвольная
Устойчивость к механическим воздействиям виброустойчивое и вибропрочное исполнение, группа N3
Гарантийный срок эксплуатации. месяцев 24
Средний срок службы, лет 15

* Применяется для электропроводных сред. В коаксиальном ЧЭ фторопластом покрыта только измерительная часть ЧЭ. Успокоительная трубка изготовлена из 12Х18Н10Т/AISI321 и дополнительного покрытия не имеет

Ёмкостные уровнемеры для жидкости

Это уровнемеры, проводящие измерения электрической емкости конденсаторного преобразователя (образуется пластинами или стержнями, что вводится в жидкость), и преобразующие эти измерения в уровень жидкости.

Существуют разные конструкции емкостных уровнемеров, позволяющие измерять емкость электропроводных и неэлектропроводных жидкостей (к электропроводным относятся те, у которых удельное сопротивление меньше 106 Ом*м). В случае работы с электропроводными жидкостями один из пластинчатых или стержневых электродов изолируется, а для неэлектропроводных оба остаются без изоляции.

Принцип действия емкостного уровнемера

В конструкцию емкостного уровнемера входит два основных элемента. Это емкостной датчик в виде стержня или кабеля цилиндрической либо плоской формы и вторичный преобразователь. Основу прибора составляет чувствительный электрический конденсатор, четко фиксирующий все изменения в диэлектрической проницаемости среды. При соприкосновении с жидкостью определяется емкость конденсатора, связанная с нею величина уровня жидкости в емкости, а затем полученные значения преобразуются в выходной сигнал, который и передается на внешнее оборудование для контроля.

Весь принцип действия таких уровнемеров основан на том, что у жидкостей и газового пространства над ними разные электрические свойства. Чувствительные элементы, погруженные в жидкость, определяют емкость, а вторые обкладки, остающиеся «снаружи», так же делают замеры, и на основании этих сведений делаются выводы о высоте жидкостного столба.

Читайте также  Простой генератор звуков на одном транзисторе

Что касается системы электродов, то она может различаться в зависимости от модели. В большинстве случаев – это металлические плоские пластины либо полые цилиндры.

Область применения емкостных уровнемеров жидкости

Емкостные уровнемеры обеспечивают непрерывное измерение уровня жидких сред. Приборы такого типа подходят для использования в разных промышленных отраслях, в том числе:

  • Пищевая промышленность: производство спиртного, соусов, напитков;
  • Химическая промышленность: выпуск лаков, красок, жидких строительных материалов, бытовой химии;
  • Системы водоснабжения и водоотведения;
  • Предприятия по добыче и фасовке воды, в том числе минеральной;
  • ЖКХ и сельское хозяйство;
  • Нефтепереработка, транспорт с топливными баками;
  • Фармацевтические компании.

Назначение уровнемеров для жидкости емкостного типа

Устройства для измерения уровня емкостного типа могут использоваться для поведения замеров в резервуарах, хранилищах, трубах, в топливных баках. Они позволяют определить текущий уровень жидкости или отследить непрерывное изменение уровня. Также есть модели, способные обеспечить замеры в глубоких емкостях и скважинах или подходящие для проведения бесконтактного контроля. В «связке» с дополнительными датчиками такие приборы могут передавать информацию на внешнее оборудование или следить за тем, чтобы уровень контролируемой жидкости оставался стабильным.

Преимущества емкостных уровнемеров для жидких веществ

Емкостные датчики уровня для жидких веществ отличаются от других типов измерителей уровня такими достоинствами:

  • Могут проводить замеры в емкостях с разными типами жидкостей, отличающихся не только по составу, но и по физическим свойствам (по температуре, плотности, степени электропроводности);
  • Обеспечивают быстрый отклик, отличаются высокой чувствительностью к изменениям;
  • Допускаются для работы с агрессивными, опасными жидкостями;
  • Могут работать даже в вакууме, то есть широкий диапазон давления жидкости в емкости не будет препятствием для проведения измерений;
  • В конструкции нет подвижных элементов, что обеспечивает надежность, безопасность и долговечность эксплуатации.

Однако поправку чувствительности придется производить под каждый новый вид продукта. Кроме того, для работы с вязкими, кристаллизующимися и взрывоопасными жидкостями такие устройства не подходят (они чувствительны к налипаниям на зонд).

Как определить емкость измерительного преобразователя емкостного уровнемера?

Емкость преобразователя, которая зависит от уровня, рассчитывают по формуле

Спр = Си + С1С2/(С1 + С2), где:

  • С1 – емкость конденсатора с обкладками на поверхности электрода и электропроводной жидкости;
  • С2 – емкость конденсатора с обкладками на поверхности жидкости (размещается там же, где и обкладка С1) и на поверхности емкости (резервуара или бака);
  • Си – емкость проходного изолятора.

Всегда учитывают, что при увеличении высоты жидкости С1 и С2 растут, поскольку увеличивается площадь обкладки.

Схема подключения ёмкостного уровнемера

Емкостной датчик уровня для топливных или стационарных топливных баков может подключаться по цифровой или аналоговой схеме с использованием изолированной CAN-шины и контроллера. Также используется двухпроводная схема подключения, позволяющая непрерывно контролировать уровень жидкости. Кроме того, отдельные модели можно монтировать с использованием трубной насадки или с кабельным пробником.

Поскольку емкостные уровнемеры измеряют емкость конденсатора, а изолятором-диэлектриком служит продукт измерения, то для точного проведения работ приборы можно устанавливать только в емкости с металлическими стенками, причем та из стенок, куда будет выполняться крепление должна быть расположена строго параллельно зонду.

После подключения выполняют контрольный запуск, проводят калибровку на абсолютно пустой и полностью заполненной емкости.

В компании «Измеркон» предлагают емкостные датчики контроля уровня топлива с полным описанием и инструкцией по подключению (представлены схемы в зависимости от интерфейса).

Емкостные реле уровня в Москве

  • Производственно-техническое оборудование
  • Поплавковые выключатели

Реле контроля уровня (наполнения) IEK ORL-01-ACDC24-240V

Реле контроля уровня РКУ-02 230/400В, «наполнение» или «дренаж», 3 датчика (без датчиков) TDM (SQ1507-0003)

Реле контроля уровня (наполнения) EKF RL-SA

Telemecanique Реле контроля уровня резистивный вход

Реле контроля уровня (наполнения) F & F PZ-828

Реле контроля уровня (наполнения) F & F PZ-829

Реле контроля уровня РКУ-02-1нас/1рез/2ур/3датч-230/400В-DIN (без датчиков)

Реле контроля уровня жидкости (реле управления насосом) CKC C61F-GP

Реле контроля уровня (наполнения) IEK ORL-02-ACDC24-240V

Реле контроля уровня РКУ-01-1нас/1рез/2ур/3датч-230В-8Ц (без датчиков)

Датчик реле уровня поплавковый ДРУ-2 (алюм./нерж) (горизонт)

Реле контроля уровня жидкости HRH-5/UNI

Поплавковый выключатель (датчик уровня воды)

Горизонтальный датчик уровня жидкости

Реле контроля уровня РКУ-1М (производство Реле и Автоматика) по 3-ем датчикам. Питание 220В.

NONAME РОС-301 Датчик-реле уровня

Емкостный датчик уровня CSN E87P5-43N-20-LZ

Датчик-реле уровня РОС-301 0.6м

Реле контроля уровня TDM РКУ-02-1

Реле контроля уровня РКУ-03-1нас/2рез/4ур/6датч-230/400В-DIN (без датчиков)

Реле контроля уровня (наполнения) ABB 1SVR450056R7000

Реле контроля уровня (наполнения) ABB 1SVR402902R0000

Емкостный датчик уровня CSB A41A5-01G-6-L

Поплавковый датчик уровня воды, прямой

Реле контроля уровня РКУ-01-1нас/1рез/2ур/3датч-230В-8Ц (без датчиков) TDM

Датчик для реле контроля уровня кондуктометрический «Овен» (САУ-М7) ДС-1950

Реле контроля уровня (наполнения) ABB 1SVR450056R0200

Реле уровня жидкости PZ-830 (без датчиков; трехуровн.; контроль аварийного уровня; 4 модуля; монтаж на DIN-рейке) F&F EA08.001.010

Реле контроля уровня жидкости HRH-1 24V (2x16A_AC1) арт. 2471710