Кондуктометрические и Гидростатические датчики уровня воды в резервуарах FLAMAX

Изображение взято с сайта owen.ru

Содержание:

1. Поплавковый датчик уровня воды
2. Кондуктометрические датчики уровня воды для резервуаров
3. Гидростатические датчики уровня в резервуарах FLAMAX
4. Цена вопроса и выгода использования датчиков уровня

К технологическим процессам относятся: запуск (остановка) насосов заполнения резервуаров, нагрев воды, находящейся в резервуаре в холодное время года, поддержание воды в резервуаре на определенном уровне и т.д. Фиксировать уровень наполнения резервуара возможно с помощью датчиков уровня воды. 

Существует большое разнообразие датчиков, позволяющих фиксировать и измерять уровень заполнения резервуаров и использующих различные физические принципы. Простейшим из них является поплавковый датчик.

Поплавковый датчик уровня воды

Принцип работы поплавкового датчика уровня воды: поплавок, соединенный с выключателем, закрепляется на нужной отметке резервуара. При заполнении резервуара до уровня установки датчика, поплавок всплывает, инициируя срабатывание выключателя. 

Подобные типы датчика уровня воды использовались в первых резервуарах FLAMAX. Не смотря на то, что такой тип датчиков относительно дешев, компания отказалась от его применения. 

Причины отказа от поплавковых датчиков:

• трудности установки датчиков на определенном уровне, 

• сложности закрепления датчиков, неточность срабатывания (большой ход поплавка), 

• кроме того, возникли проблемы в обслуживании датчиков, их ремонтопригодности и частой замены.

На смену поплавковым пришли кондуктометрические датчики, использующие в своей работе разность электрической проводимости воды и  проводимости воздуха. 

Кондуктометрические датчики уровня воды для резервуаров

Кондуметрическими датчиками оснащаются стандартные резервуары FLAMAX, выпускаемые в настоящее время.  

В состав датчика входят: 

• набор стержней разной длины (длина стержня соответствует высоте уровня фиксации, а их количество – количеству фиксируемых уровней); 

• стержень (нулевой, с длиной, соответствующей самому низкому уровню), относительно которого измеряется проводимость воды;

• преобразователь электрического сопротивления воды в релейный сигнал – аналогичный выключателю поплавкового датчика. 

Принцип работы кондуметрического датчика заключается в определении преобразователем момента одновременного нахождения в воде стержня фиксации уровня и нулевого стержня. На это событие преобразователь откликается срабатыванием релейного выхода. 

Несмотря на существенную разницу в цене, кондуктометрический датчик значительно выигрывает по сравнению с поплавковым: 

• уменьшается время реакции на фиксацию уровня, 

• увеличивается точность фиксации определяемых уровней за счет более технологичной установки стержней, 

• упрощается периодическое обслуживание датчиков, состоящее в очистке фиксирующих стержней. 

К недостаткам использования кондуктометрических датчиков можно отнести: 

• сложности связанные с развитием системы, т.к. увеличение количества фиксируемых уровней приводит к росту цены датчиков из-за пропорционально увеличивающегося количества преобразователей (самой дорогой составляющей); 

• проблемы, связанные с применением кондуктометрических датчиков в высоких резервуарах, т.к. увеличивающаяся длина стержней уменьшает жесткость их конструкции и, в свою очередь, приводит к уменьшению точности фиксации.

Некоторой альтернативой применению кондуктометрических датчиков в резервуарах для фиксации уровней заполнения может быть использование гидростатических датчиков уровня. 

Гидростатические датчики уровня в резервуарах FLAMAX

Принцип работы гидростатических датчиков основан на непрерывном измерении избыточного давления столба жидкости выше места установки датчика. Измеряемые данные по двухпроводной линии передаются в шкаф автоматики, где формируются сигналы в соответствии с заданными значениями уровней фиксации. 

Преимущества гидростатических датчиков

• Основным преимуществом гидростатических датчиков является их компактность: с помощью одного датчика можно фиксировать любое заданное (с учетом погрешности прибора) количество уровней;

• удобство крепления; 

• возможность использования датчика в качестве измерителя текущего наполнения резервуара. 

Погружной и встраиваемый гидростатический датчик уровня воды

Существует два вида гидростатических датчиков, различающихся по типу крепления: 

1. погружной – датчик опускают в резервуар на тросике, прикрепленном за скобу датчика, на необходимый уровень; 

2. встраиваемый – датчик врезают в стенку резервуара на необходимом уровне. При монтаже встраиваемого датчика на резервуаре уличного исполнения необходимо учитывать минимальную температуру окружающей среды и, при необходимости, проектировать устройства обогрева. 

В настоящее время гидростатические датчики применены в двух проектах FLAMAX: 

• КМА-РУДА (г. Губкин): проект находится в стадии сборки резервуаров, используются погружные гидростатические датчики; 

• S.C. Jonson, г. Чудово, Новгородская обл.: объект запущен в эксплуатацию, используются встраиваемые гидростатические датчики в качестве индикатора наполнения.

Цена вопроса и выгода использования датчиков уровня

Использование гидростатических  датчиков для фиксации уровней в резервуарах с количеством уровней не более четырех сравнимо по стоимости с установкой кондуктометрических  датчиков. При увеличении количества фиксируемых уровней выгода использования гидростатических датчиков возрастает. 

При использовании гидростатических датчиков необходимо учитывать межповерочный интервал, который составляет от трех до пяти лет, что совпадает с регламентными работами по очистке резервуара.  

При проектировании резервуаров с использованием гидростатических датчиков следует учитывать основную приведенную погрешность измерения, которая может составлять 1%, 0,5% или 0,25% ВПИ (верхний предел измерений). Эта характеристика может влиять на точность фиксации уровня.

В итоге установка гидростатических датчиков для фиксации уровней в резервуарах возможна и выгодна, если число фиксируемых уровней больше четырех, и высота резервуара - выше 12м. Очень удачно совместное применение кондуктометрических и гидростатических датчиков, где последние выступают в роли индикатора наполнения резервуара.