Измерение уровня в резервуарах

Измерение уровня в резервуаре

Для обеспечения безопасной и надежной работы различных технологических процессов необходимо предъявлять повышенные требования к датчикам уровня, используемых для измерения уровня в резервуарах и контроля за предельным уровнем. Уровнемеры используются для непрерывного контроля поверхности измеряемой среды, её "зеркала". В зависимости от решаемой задачи уровнемеры обладают разной чувствительностью и точностью. Изначально уровнемеры позволяют измерять уровень продукта в резервуаре, но и при известных габаритах резервуара пересчитывать значение уровня в объем или вес продукта. Сигнализаторы уровня используются для контроля за точкой, в которой размещается их чувствительный элемент.

Использование информации, получаемой от уровнемеров и сигнализаторов уровня, является основным элементом в системах по учету парков резервуаров, а также надежного и своевременного управления за запасами исходного сырья или готового продукта.

При коммерческом учете продукта предъявляются повышенные требования к точности используемых датчиков уровня, особенно в случае измерения уровня в больших резервуарах, где погрешность +/-5 мм даёт значительную ошибку измеряемого объема, поэтому рекомендуется использование оборудование с разрешением 0,1 мм и точностью +/-1 мм.

Постоянное измерение уровня продукта в резервуарах позволяет постоянно следить за количеством продукта и вовремя восполнять его запасы для предотвращения простоя производства. Также сигнализаторы уровня позволяют защитить оборудование от режима "холостого" хода.

Для обеспечения безопасности применение уровнемеров и сигнализаторов уровня позволяют предотвратить при заполнении емкости её переполнения с разливом, при хранении контролировать утечки, например опасного и едкого продукта с последующим проведением дорогостоящих работ по уборке и дезактивации территории после разлива.

Также при использовании в технологических процессах иногда требуется использование промежуточных емкостей циклически заполняющихся и опустошающихся. Использование уровнемеров или сигнализаторов уровня позволяет организовать автоматизировать данный процесс с регулированием уровня измеряемого продукта в резервуаре.

От преобразователя уровня в автоматизированную систему управления или на устройство регулирования передаётся аналоговый сигнал по току 4-20 мА, пропорциональный измеренному значению уровня, от сигнализатора предельного уровня передается сигнал дискретного типа.

Уровнемеры по принципу действия делятся на контактного и бесконтактного типа. Как следует из названия уровнемеры контактного типа имеют непосредственный контакт с измеряемой средой. Уровнемеры бесконтактного типа непосредственно не соприкасаются с средой измерения. Сигнализаторы уровня относятся к приборам контактного типа.

Резервуары с измеряемым продуктом могут быть различного размера и формы, но при измерении объема в резервуарах с нелинейными размерами использование уровнемеров затруднительно. Для измерения объема в сферических ёмкостях, ёмкостей с цилиндрическими стенками и дном необходимо использовать специализированную градировочную таблицу.

Ознакомиться с перечнем предлагаемого оборудования можно ознакомиться ниже:

 

Непрерывное измерение уровня в резервуаре можно осуществлять бесконтактными радарным уровнемером PiloTREK или ультразвуковым уровнемером EasyTREK контактными волноводным преобразователем уровня типа MicroTREK, ёмкостным уровнемером NivoCAP, гидростатическим NivoPRESS D и NivoPRESS N, байпасным NivoFLIP или поплавковым магнитострикционным NivoTRACK. Дискретное измерение уровня по контролю предельного уровня в крайних положениях осуществляется сигнализаторами предельного уровня контактного типа поплавковыми NivoMAGNivoPOINT или вибрационными NivoSWITCH. Для правильного подбора оборудования осуществляется по заполненному опросному листу. Информация, указываемая в опросном листе позволяет подобрать более оптимальный и надежный вариант датчика измерения уровня в резервуаре. Общий вид датчиков уровня приведен ниже.

Преобразователи уровня:

Измерение уровня в резервуаре радарным уровнемером PiloTREK Измерение уровня в резервуаре микроволновым преобразователем уровня MicroTREK Измерение уровня в резервуаре емкостным преобразователем уровня NivoCAP Измерение уровня в резервуаре гидростатическим уровнемером NivoPRESS D  Измерение уровня в резервуаре гидростатическим уровнемером NivoPRESS D Измерение уровня в резервуаре байпасным уровнемером NivoFLIP  Измерение уровня в резервуаре магнитострикционным уровнемером NivoTRACK Измерение уровня в резервуаре ультразвуковым уровнемером EasyTREK
Бесконтактные радарные
уровнемеры PiloTREK
Контактные микроволновые
урвонемеры MicroTREK
Контактные ёмкостные
уровнемеры NivoCAP
 
Контактные гидростатические
уровнемеры NivoPRESS D
 
Контактные гидростатическиеуровнемеры NivoPRESS N Байпасные уровнемеры
NivoFLIP
Контактные поплавковые
урвоенмеры NivoTRACK
Бесконтактные ультразвуковые
уровнемеры EasyTREK

Сигнализаторы уровня:

Измерение уровня в резервуаре поплавковым сигнализатором уровня NivoMAG Измерение уровня в резервуаре поплавковыми сигнализаторами уровня NivoPOINT Измерение уровня в резервуаре вибрационным сигнализатором уровня NivoSWITCH Измерение уровня в резервуаре поплавковым сигнализатором уровня NivoFLOAT   Измерение уровня в резервуаре ёмкостным сигнализатором уровня NivoCAP CK
Поплавковые сигнализаторы
уровня NivoMAG
Поплавковые сигнализаторы
уровня NivoPOINT
Вибрационные сигнализаторы
уровня NivoSWITCH
Поплавковые сигнализаторы
уровня NivoFLOAT
Ёмкостные сигнализаторы
уровня NivoCAP CK

Дополнительно предлагаемое оборудование может оснащаться системой автономного бесперебойного питания, что позволяет использовать систему измерения уровня битума, где подведение стационарных источников питания отсутствует или затруднительно.

Измерение уровня битума с беспроводной передачей данных

Также может укомплектовать оборудование системой беспроводной передачи измеренных значений уровня битума с использованием систем передачи данных по сетям сотовой связи.

Измерение уровня битума с беспроводной передачей данных

 

Использование каждого из типов уровнемера накладывает некоторые ограничения на установку и использование предлагаемого датчика уровня.

Преобразователь уровня серии PiloTREK при его размещении в ёмкости имеет ряд ограничений. Данный уровнемер может успешно использоваться при непрерывном измерении уровня в резервуаре.

Размещение уровнемера в цилиндрической емкости слудет проводить на расстоянии от центра "r" в диапазоне от (0,3 до 0,5)хR, где "R" является радиусом резервуара. Установка прибора должна быть строго перпендикулярно зеркалу измеряемого продукта. Минимальное расстояние от стенки емкости до датчика составляет 200 мм. Если крыша емкости не плоская, а например, сферическая или коническая, то появляется возможность появления многократных отраженных отражений, влияющих на точность и правильность измерений:

Измерение уровня в резервуаре

При использовании в ёмкости мешалки, завихрения или сильной вибрации на поверхности продукта влияет на возможность измерения, точность измерения и диапазон измерения. Для нивелирования этого фактора, следует размещать уровнемер на максимальном удалении от источника таких возмущений. При возникновении таких волнений на поверхности диапазон измерения может уменьшиться на величину от 50 до 70 %:

Измерение уровня в резервуаре

При перемешивании, наполнении или при других процессах на поверхности измеряемого продукта может возникать пена разной плотности и консистенции. В зависимости от её плотности она может значительно поглощать излучаемый уровнемером сигнал. также наличие пены может уменьшать диапазон измерения уровня датчиком на величину не более 50%:

Измерение уровня в резервуаре

При измерении уровня горячих сред и в условиях высокой влажности на антенне уровнемера возможно возникновение конденсата, который в свою очередь может приводить к ошибкам при измерении уровня:

Измерение уровня в резервуаре

При размещении датчика уровня на крышах, которые не параллельны зеркалу измеряемого продукта, необходимо устанавливать датчик так, чтобы отклонение от перпендикулярности поверхности зеркала не превышала величину ±3°С:

Измерение уровня в резервуаре

При установки преобразователя уровня на открытом пространстве на улице не допускается попадания на копрус прибора прямых солнечных лучей. Во избежании этого необходимо использование солнечно защитного козырька:

Измерение уровня в резервуаре

Если в в емкости имеются препятствия на пути распространения луча уровнемера, такие как: трубы охлаждения, элементы конструкции, термометры и прочее оборудование, а возможности по размещению уровнемера ограничено, то можно попробывать использовать функцию по блокированию имеющегося на пути распространения луча препятствия:

Измерение уровня в резервуаре

Работа уровнемера основана на импульсном излучении электромагнитных волн. Эти излучения имеют определенную ориентацию в плоскости поляризации, которая подобна электрической составляющей электромагнитной волны. На корпусе уровнемера имется точка ориентации плоскости поляризации. Для изменения плосткости поляризации электромагнитной волны необходимо ослабить винт М6, вращением изменить пломкость поляризации и затем снова затянуть винт М6: 

Измерениеуровня в резервуаре

При измерении уровня продукта в емкости со сферическим дном необходимо использовать полезную функцию по блокированию измерения уровня ниже определенного значения:

Измерение уровня в резервуаре

При установки прибора в патрубак требуется соблюдение условий, при которых антенна патрубка должна выступать на величину не менее 10 мм от кромки патрубка:

Измерение уровня в резервуаре

 

Контактный преобразователь уровня MicroTREK можно успешно использовать для измерения уровня в резервуаре, но при его монтаже и использовании также имеется ряд ограничений:

  • Необходимо убедиться в надежности контрукции крыши, так как весь вес продукта, при опустошении ёмкости, будет передаваться на крышу, максимальная нагрузка на тросовое исполнение датчика ограничено значением в 3,5 тонны, следовательно крыша должна выдерживать эту нагрузку с запасом;
  • При монтаже прибора необходимо обеспечить его размещение максимальном удалении от загрузочного окна ёмкости, так как при загрузке силоса и попадания продукта на измерительный зонд он будет давать ложные показания, вводящие оператора или управляющую систему в заблуждения;
  • Если уровнемер невозможно установить на значительном расстоянии от входной трубы с продуктом, то необходимо проработать вопрос о установки защитной пластины-дефлектора;

Измерение уровня в резервуаре

  • При монтаже прибора возле стенки емкости или выступающих в бункере препятствий (например: пролеты лестницы, усиливающая арматура, датчики температуры, змеевики подогрева и т.д.), то необходимо учитывать форму электромагнитного поля вокруг зонда устанавливаемого преобразователя уровня:

Измерение уровня в резервуаре

Бесконтактный преобразователь уровня EasyTREK можно использовать для измерения уровня в резервуаре, но его применение имеет ряд ограничений и при монтаже прибора следует руководствоваться следующими рекоментациями производителя:

  • При монтаже датчика уровня на резервуар выпуклого или конусного типа, не располагайте уровнемер в центре. Располагайте преобразователь уровня на окружности радиусом r=(0,3 … 0,5)хR, где R - радиус ёмкости с продуктом;
    Измерение уровня муки
  • Если по каким-то обстоятельствам, уровенмер необходимо расположить вблизи стены, то необходимо следить за тем, чтобы конусный луч, расходящийся на 5° от излучателя не касался боковой стенки резервуара;
  • Также необходимо следить за тем, чтобы в получаемый конус луча не попадали выступающие предметы в ёмкости (например: распорная балка, лестница, термометр, змеевики подогрева, и т.д.);
  • Для уровнемера, располагаемого на открытом воздухе, необходимо предусмотреть защиту прямого попадания на него солнечных лучей в виде защитного козырька, помогающего так же защитить датчик уровня от атмосферных осадков.

При монтаже ультразвукового преобразователя уровня в емкости с организацией загрузки в виде горки требуется располагать прибор как можно дальше от места и "струи" заполнения ёмкости:

Измерение уровня в резервуаре

При использовании метода центробежной загрузки необходимо уровнемер располагать в месте, где скорость заполняемого материала наименьшая:

Измерение уровня в резервуаре

Контактный ёмкостной преобразователь уровня NivoCAP можно использовать для непрерывного измерения уровня в резервуаре. Но возможность его использования зависит от ряда ограничений, накладываемых на датчик при использовании на контретный продукт и накладываемых на его монтаж на емкости:

  • Необходимо убедиться в надежности контрукции крыши, так как весь вес продукта, при опустошении ёмкости, будет передаваться на крышу, максимальная нагрузка на тросовое исполнение датчика ограничено значением в 3,5 тонны, следовательно крыша должна выдерживать эту нагрузку с запасом;
  • При монтаже прибора необходимо обеспечить его размещение максимальном удалении от загрузочного окна ёмкости, так как при загрузке силоса и попадания продукта на измерительный зонд он будет давать ложные показания, вводящие оператора или управляющую систему в заблуждения;
  • Если уровнемер невозможно установить на значительном расстоянии от входной трубы с продуктом, то необходимо проработать вопрос о установки защитной пластины-дефлектора;

Измерение уровня муки

Контактный преобразователь уровня гидростатического принципа действия серии NivoPRESS D используется для измерения уровня в резервуаре. Использование для измерения уровня каждого из перечисленных продуктов, накладывает ряд ограниничений и следует руководствоваться следующими рекоментациями производителя:

  • прибор не должен быть в местах, где создается давление от мешалки или насоса;
  • прибор должен быть защищен от прямого воздействия солнечного излучения;
    Измерение уровня битума
  • на поверхность диафрагмы не должно быть воздействие руками, или другими объектами, не производить чистку поверхности грубым инструментом. Защитный колпачок должен быть снят только перед непосредственной установки прибора в емкость;
  • затяжку приборов резьбового штуцерного исполнения производить накидным ключом с моментом не превышающем 35 Нм;
  • после затяжки прибора, корпус прибора возможно повернуть в любое положение.

Для измерения уровня в резервуаре, в трубе под водой, в выносных камерах и других подобных условиях мы предлагаем использовать гидростатический преобразователь уровня серии NivoPRESS N, имеющий выходной токовый сигнал 4...20 мА: 

  • прибор не должен быть в местах, где создается давление от мешалки или насоса;
  • в ёмкости с измеряемым продуктом должно быть атмосферное давление;
  • температура измеряемой воды не должна превышать 60С°;
  • пережим кабеля с капилярной трубкой не допустим.

Использование контатных поплавковых преобразователей уровня NivoTRACK позволяет измерять в непрерывном режиме уровня в резервуаре. Но в каждом контректном случае имеется ряд ограничений на его использование и монтаж прибора на емкости:

  • Прибор должен быть установлен в зоне, которая обеспечивает легкий доступ к прибору для проведения технического обслуживания, калибровки и контроля за его состоянием;
  • Образование на поверхности измеряемого продукта волн, турбулентности, сильной вибрации, которые влияют на точность измерений, поэтому уровнемер должен быть установлен на максимальном удалении от узлов заполнения емкости, мешалки и дренирования емкости;
  • Для улучшения точности измерения при наличии вышеописанных проблем можно, установив жесткий зонд в неподвижную трубу, которая будет защищать зонд по всей его длине;
  • На обеспечение надежной и бесперебойной работы в течение длительного времени измеряемый уровнемером продукт не должен содержать взвешенные частицы или материалы, способные образовывать осадок между поплавком и зондом;
  • Корпус прибора должен быть защищен от воздействия прямого теплового излучения  использованием солнечно защитного козырька;
  • В зависимости от измеряемой плотности продукта прибор может поставлятся с поплавком различной конструкции. При монтаже прибора необходимо соблюсти правильную ориентацию поплавка на направляющей. Для этого на корпусе поплавка прибора выгравирована надпись "UP" означающая ориентацию поплавка в положении - верх.

Байпасный уровнемер NivoFLIP конструкивно являетяс выносной камерой, в теле которого перемещается поплавок с магнитом. Магнитная связь позвоялет как визуально определеять уровнеь, так и передаваять его значение с использованием токового аналогового сигнала. Данный тип уровнемера предназначен для его использования при измерении уровня в резервуаре. На использования прибора и его монтаж производитель накладывает следующие ограничения:

  • Прибор должен быть установлен в зоне, которая обеспечивает легкий доступ к прибору для проведения технического обслуживания и контроля за его состоянием;
  • На обеспечение надежной и бесперебойной работы в течение длительного времени измеряемый уровнемером продукт не должен содержать взвешенные частицы или материалы, способные образовывать осадок между поплавком и стенкой трубы-направляющей;
  • Корпус блока электроники прибора должен быть защищен от воздействия прямого теплового излучения  использованием солнечно защитного козырька;
  • В зависимости от измеряемой плотности продукта прибор может поставлятся с поплавком их различного материала.

Вибрационный сигнализатор уровня серии NivoSWITCH отлично подходит для контроля за уровня в резервуаре. В зависимости от измеряемого продукта, условий измерения и производитель накладывает ряд ограничений на использование датчика:

При установки датчика в ёмкость необходимо располагать датчик согласно следующим рекомендациям, отображенным на изображении ниже:

Контроль уровня зерна в емкости

При монтаже сигнализатора уровня на трубопроводе, например, для защиты насоса от режима "холостого хода", необходимо правильно ориентировать датчик в потоке контроллируемого продукта. Для этого на монтажной гайке датчика имеются специальная насечка, изображения правильного монтажа датчика приведено на чертеже ниже: 

Контроль уровня в резервуаре

Поплавковые сигнализаторы уровня серии NivoMAG и серии NivoPOINT позволяют производить контроль за предельным уровня в резервуаре. В зависимости от измеряемого продукта, условий измерения и производитель накладывает ряд ограничений на использование датчика:

  • На обеспечение надежной и бесперебойной работы в течение длительного времени измеряемый уровнемером продукт не должен содержать взвешенные частицы или материалы, способные образовывать осадок между поплавком и зондом;
  • Прибор должен быть установлен в зоне, которая обеспечивает легкий доступ к прибору для проведения технического обслуживания, калибровки и контроля за его состоянием;
  • В зависимости от измеряемой плотности продукта прибор может поставлятся с поплавком их различного материала.

При использовании ёмкостных сигнализаторов уровня серии NivoCAP CK производитель не накладывает особых ограничений на датчик, однако монтаж прибора необходимо осуществлять только за металлическую шестигранную гайку на корпусе датчика. После затяжки резьбового соединения с целью обеспечения герметичности, Вы можете повернуть корпус вокруг своей оси (не более 300°), для регулировки положения кабельного ввода. 

Для решения простых задач по контролю за уровнем в резервуаре с возможностью управления насосом предлагаем Вам ознакомиться с возможностями поплавкового сигнализатора уровня серии NivoFLOAT. Этот тип прибора идеально подходит для решения задач по контролю холодной и слегка нагретой воды в резервуарах различной формы и размера. В комплекте с датчиком поставляется контрбаланс, позволяющий регулировать точки срабатывания датчика.

  • Работа прибора возможна в среде, не допускающей её заверзания или нагрева не более 50°С;
  • Необходимо предусмотреть крепление кабеля датчика, так как при наличии в емкости турбулентных потоков и нескольких датчиков возможно запутывание кабеля датчикаов между собой;
  • В зависимости от исполнения датчика максимальный ток коммутируемой нагрузки ограничен 10А или 16А переменного тока с напряжением не превышающем 250В.

Для помощи в подборе оборудования необходимо предоставления с Вашей стороны заполненного опросного листа. Важно помнить, что вся информация, которая указывается в этом в опросном листе позволяет нам более точно подобрать для Вас оптимальный и надежный вариант для измерения уровня в резервуаре.