staveb teorie měření - fakulta stavební vut v brně · pevném kyvném rameni a je spojeno...
Post on 16-Feb-2020
3 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Ústav technologie, mechanizace a řízení
staveb
Teorie měření
a regulace
© 2015 - Ing. Václav Rada, CSc.ZS – 2015/2016
P-10a-hl
měření hladiny 1
Hladinoměry
Jedním ze základních úkolů potřebných pro sledování a
řízení celé řady technologických procesů je sledování
úrovně hladiny – pro potřeby získání informací např. o
stavu zásob nebo pro potřeby řídících a regulačních
procesů.
Principy, vlastnosti, použití
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
V prezentaci je využita řada článků z časopisů i ze
studijních pomůcek různých škol
© - zákaz jakéhokoliv kopírování
Hladinoměry
Zjišťování výšky hladiny kapalin a případně sypkých hmot
v zásobnících a provozních nádobách, jako jsou různé tan-
ky, rezervoáry, nádrže, destilační kolony, odparky, krystali-
zátory, mísicí nádoby apod., je jedním z velmi častých úko-
lů provozního měření.
Ačkoli se mluví o měření výšky hladiny, jedná se většinou
o zjišťování množství.
Principy, vlastnosti, použití
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry
Měřitelná média a substance:
kapaliny - čistá voda, roztoky, hořlavé kapaliny, viskózní
kapaliny apod.
suspenze - jemné suspenze, suspenze s abrazivními účinky
sypké látky -tekoucí suché prášky, vlhké a spékající se
hrudkovité sypké látky
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry
Zjišťování výšky hladiny kapalin a sypkých hmot - od čisté či
špinavé vody ke kapalinám hořlavým, viskózním, lepkavým a ko-
rozivním až po suspenze s abrasivními účinky + od jemných vol-
ně tekoucích prášků přes písky a menší kamenivo až po vlhké a
spékající se hrudkovité sypké látky – uložených v zásobnících a
provozních nádobách, jako jsou různé tanky, rezervoáry, nádrže,
destilační kolony, odparky, krystalizátory, mísicí nádoby apod., je
jedním z velmi častých úkolů provozního měření.
Ačkoli se mluví o měření výšky hladiny, jedná se většinou
o zjišťování množství.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry
Pracují ve značně rozdílném okolním prostředí - od vakua až po
vysoké tlaky a vše při různých teplotách.
Výsledkem různorodosti požadavků je velký počet měřicích me-
tod a přístrojů, které byly vyvinuty pro měření stavu hladiny.
Volba vhodné metody je ovlivněna řadou faktorů - tlak (otevřené,
uzavřené nádoby), teplota, korozivní účinky měřeného média,
rozsah a citlivost, potřeba plynulého měření hodnoty úrovně nebo
v zadaných časových intervalech a nebo „jen“ indikace mezních
stavů, atd.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry
Přístroje pro měření stavu hladiny se dělí podle konstrukce a
provedení:
stavoznaky - hladinoměry pohledové
stavoznaky - hladinoměry mechanické,
stavoznaky - hladinoměry elektrické
stavoznaky - hladinoměry s vlněním
stavoznaky - hladinoměry hydrostatické.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry
Mechanické hladinoměry
– plovákové hladinoměry
– hladinoměry s ponorným tělesem
– hladinoměry založené na měření hmotnosti
– vibrační a vrtulkové stavoznaky
Hydrostatické hladinoměry
– přímé měření hydrostatického tlaku
– měření s probubláváním
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry
Elektrické hladinoměry
– vodivostní
– kapacitní
– fotoelektrické
Hladinoměry s vlněním
– ultrazvukové
– radarové
– s radioaktivním zářičem
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry
Výběr vhodného typu snímače hladiny bere v úvahu:
fyzikální a chemické vlastnosti měřeného média
charakter okolního prostředí a podmínky měření
požadavek na spojité či nespojité snímání stavu hladiny
specifikace účelu měření
– signalizace mezních stavů
– regulace stavu hladiny
– zjišťování množství náplně (bilanční měření)
měřicí rozsah
požadavek na přesnost měření
ekonomické náklady na zařízení – cena.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Vizuální
Pro vizuální sledování stavu hladiny se nejčastěji používá průhle-
dových stavoznaků se skleněnou trubicí nebo průzorem – mini-
mální počet bývají dva pro minimum a maximum úrovně hladiny.
Hlavní předností je jednoduchost, nevýhodou je nutnost častého
čištění od rzi, nánosů, pěny, usazenin a dalších nečistot, které se
na skle průzoru usazují – většinou i ne zcela dobrá přístupnost.
Průzorů lze použít i pro vysoké tlaky až do 10 MPa.
Nevýhodou je, že neposkytují signál pro další zpracování.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
průhledové
Vizuální
Jinou variantou je obtokový hladi-
noměr s magnetickými válečky -
plovák v trubici hladinoměru je
opatřen magnetem, který se při
pohybu převrací – válečky jsou
viditelné v průhledné zobrazovací
liště – mají výraznou barvu.
Hodí se pro prostředí agresivní,
hořlavé, toxické - horké kapaliny -
pro teploty (-160 až 400) ºC - od
vakua do 42 MPa
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
průhledové
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
s měření hmotnostiMechanické
Výšku hladiny lze zjišťovat i měřením hmotnosti nádrže
- hmotnost nádrže prázdné a nádrže s materiálem
- hmotnost nádrže se zjišťuje pomocí siloměrného členu
- citlivým prvkem siloměrného členu bývá nejčastěji tenzo-
metrický snímač
- hladinoměry založené na měření hmotnosti se používají např.
při dávkování a mísení různých materiálů
… hladinoměry se používají pro otevřené i uzavřené a tlakové ná-
drže – plovák bývá většinou kruhový nebo prstencový, případně
kulový (plný nebo dutý naplněný inertním plynem - tvar takový,
aby neobsahoval pokud možno žádné vodorovné usazovací plošky
- změna hmotnosti vyvolá změnu ponoření a zkresluje výsledek).
Plovákové těleso je obvykle vedeno vodítky po pevné tyči nebo na
pevném kyvném rameni a je spojeno s protizávažím – vedení je
uděláno tak, aby nedocházelo k rozkývání plováku při neklidné
hladině – celek musí být dokonale mechanicky proveden s malým
třecím momentem a dlouhou bezporuchovou životnost.
Nehodí se pro sypké hmoty.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
plovákovéMechanické
Mechanické
Výška hladiny, tj. poloha plováku, se určuje buď přímo odečtením
polohy protizávaží na podložené stupnici, nebo se převádí na elek-
trický signál pomocí převodníku – např. odporový či indukční
vysílač, apod.
Přesnost měření je dána především tvarem plováku a jeho průře-
zem určujícím hloubku ponoření, všemi existujícími pasivními
odpory v mechanismu a změnami hustoty měřené kapaliny – v zá-
vislosti na teplotě.
Plováky, určené pro tlakové prostory, mají nejčastěji kulový tvar a
v některých případech bývají naplněny inertním plynem na tlak
odpovídající maximálnímu tlaku v nádrži.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Mechanické
Tvar plováku by měl být takový, aby neobsahoval pokud možno
žádné - to pak vyvolává změnu hmoty plováku, a tím i změnu jeho
ponoření.
Plováky, určené pro tlakové prostory, mají nejčastěji kulový tvar a
v některých případech bývají naplněny inertním plynem na tlak
odpovídající maximálnímu tlaku v nádrži.
Materiál plováku
polyethylen, polypropylen, PVC,
mosaz, nerez,…
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Hladinoměry s ponorným tělesem jsou založeny na platnosti Ar-
chimedova zákona a pracují na principu vyrovnání sil - ponorné
těleso 1 válcového tvaru je zavěšeno na pružině 2 - síla působící
na pružinu je dána vlastní tíhou tělesa, zmenšenou o sílu vztlako-
vou - změnou výšky hladiny o h se změní vztlaková síla a dojde
k ustavení nové rovnováhy sil v jiné poloze tělesa - hustota měře-
né kapaliny musí být konstantní - pro rovnováhu ponorného tělesa
pak platí
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
kde ... S průřez ponorného tělesa, h změna výšky
hladiny, l změna polohy tělesa i změna stlačení
pružiny, hustota kapaliny, k konstanta pružiny.
ponorné tělesoMechanické
Mechanické
Používá se pro měření hladiny v otevřených i v uzavřených tlako-
vých nádobách.
Zdvih ponorného tělesa při maximální změně hladiny je malý.
Způsob, jakým se snímá změna polohy ponorného tělesa, závisí na
typu přenosu změřené hodnoty - převod na elektrický signál s vyu-
žitím odporového posuvného snímače nebo indukčnostního dife-
renčního transformátoru = na trubce z nemagnetického materiálu
je navinuto primární a sekundární vinutí - sekundární vinutí je vi-
nuto od poloviny opačným směrem - uvnitř uzavřené trubky se po-
hybuje železné jádro mechanicky spojené s ponorným tělesem
zavěšeným na pružině.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Mechanické
Změna polohy jádra kopíruje změny úrovně měřené veličiny – tím
se mění koeficient vzájemné indukčnosti mezi primárem a sekun-
dárem – přitom maximálního rozdílu se dosáhne při zasunutí jádra
přesně do poloviny cívky - z tlakových prostorů je pohyb tělesa
vyveden např. torzní trubkou, která vedle kompenzačního momen-
tu plní i funkci dokonalé ucpávky.
Délka ponorného tělesa pro daný měřicí rozsah nesmí být menší
než hodnota výrazu (h - l).
Tíha ponorného tělesa musí být větší než vztlak při plném pono-
ření – používají se dutá tělesa, případně naplněná lehkým inertním
plynem.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Elektrické
Tyto hladinoměry využívající k indikaci polohy hladiny změn
hodnoty kapacity, odporu a indukce - dále pak hladinoměry vyu-
žívající zvukový signál = ultrazvukové - nebo vysokofrekvenční
signál = radarové - nebo optický signál = světelný nebo laserový
- a rovněž i ty, které využívají speciální vlastnosti gama záření =
izotopové.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Kapacitní hladinoměry převádějí měření hladiny na měření mě-
nící se kapacity.
Snímačů se používají jak ke kontinuálnímu měření, tak i k signa-
lizaci mezních stavů hladiny kapalin i sypkých hmot.
Konstrukce snímače závisí jednak na vlastnostech měřeného
média, jednak na tvaru nádoby.
vhodné pro měření kapalných i sypkých medií
pro měření při teplotách (-40 až +200) °C a vysokém tlaku
možnost snímání mezihladiny dvou nemísitelných kapalin
(např. rozhraní vody a oleje)
nevhodné pro měření pěnicích medií
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
kapacitníElektrické
Elektrické
U kapalin elektricky nevodivých se využívá kapacitního sníma-
če s principem změny dielektrika - při měření hladiny tvoří nevo-
divá kapalina "posuvné„ nebo „tloušťku měnící“ dielektrikum.
Průběh statické charakteristiky snímače je znázorněn na násle-
dujícím obrázku a je v širokém rozsahu lineární.
V praxi může jednu elektrodu snímače tvořit např. svislá tyč, dru-
hou představuje stěna nádoby - dielektrikem je nevodivá kapali-
na - zaplavující elektrodu při změně výšky hladiny.
V případě, že nádoba má nevhodný tvar, nebo je nádoba vyrobe-
na z nevodivého materiálu, používá se jako druhé elektrody děro-
vané trubice, obklopující tyčovou elektrodu.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Elektrické
snímač hladiny pro nevodivé kapaliny
C = ε0 * εr * S/d
ε0 - permitivita vakua
εr - relativní permitivita prostředí
S - plocha elektrod
d - vzdálenost elektrod
Elektrické
Při měření elektricky vodivých kapalin je kovová tyčová elektro-
da opatřena izolačním povlakem například z teflonu, který tvoří
dielektrikum - vodivá kapalina pak představuje druhou elektrodu,
jejíž plocha je závislá na výšce hladiny.
Snímače pro signalizaci mezních stavů bývají zabudovány ve
svislé stěně zásobníku.
Přesnost měření ovlivňuje vodivá vrstva kapaliny, špíny, pěny
nebo nánosů ulpívajících na povrchu snímačů.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Elektrické
kapacitní snímač hladiny
ukotvením.
Kapacitní snímače hladiny
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Elektrické
Kapacitní hladinoměr pro vodivé kapaliny
• snímač je tvořen kovovou elektrodou, která je opatřena izolačním
povlakem (např. gumou nebo teflonem)
• druhou elektrodu válcového kondenzátoru vytváří vodivá kapalina
Elektrické
K vyhodnocení změn kapacity se používá přímé, substituční, re-
zonanční metody anebo některého z můstkových zapojení.
S měřicím obvodem se kapacitní snímač, který má obvykle vel-
kou impedanci, spojuje speciálním měřicím kabelem.
U současně vyráběných snímačů bývají elektronické vyhodnoco-
vací obvody zabudovány přímo v připojovací hlavici snímače.
Snímač poskytuje analogový nebo číslicový signál.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Elektrické
Celková kapacita je dána součtem dvou dílčích kapacit CA a CB
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
kde je A permitivita posuvného dielektrika,
B permitivita vzduchu, a šířka desky
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
Elektrické
Kapacitní snímač hladiny pro nevodivé kapaliny a vodivé kapaliny
Fotoelektrické hladinoměry využívají buď přímého světelného
paprsku nebo paprsku vedeného skleněným vláknem u něhož se
změnou hladiny mění index lomu - limitní snímač s hranolem
nebo se světlovodem - změna indexu lomu při změně prostředí -
dosažení hladiny je indikováno, když se koncovka světlovodu
dotkne kapaliny
Snímač hladiny tvoří:
zdroj světla - žárovka, svíticí dioda LED
detektor světla - fotodioda, fototranzistor, fotoodpor
pracují s IČ nebo viditelným zářením.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
fotoelektrickéElektrické
Vodivostní hladinoměry jsou tvořeny elektrodami umístěnými v
nádrži s elektricky vodivou kapalinou – tato kapalina má defino-
vaný elektrický odpor – měří se změna tohoto elektrického od-
poru (resp. vodivosti) se změnou výšky hladiny.
Přesnost je silně závislá na změnách složení kapaliny nebo gelu,
na čistotě, hustotě, vodivosti i teplotě.
Vodivostní snímače se používají zejména k signalizaci mezních
stavů a k dvou-polohové regulaci.
Ukázka umístění vodivostních snímačů hladiny v provozních
nádržích je na obrázku.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
vodivostníElektrické
Ultrazvukové hladinoměry využívají principu měření dráhy
ultrazvukového impulsu mezi vysílačem a přijímačem.
Nejčastěji se měří čas mezi vysláním ultrazvukového impulsu a
jeho návratovým dopadem na přijímač po odrazu od fázového
rozhraní (hladiny, úrovně materiálu).
Zjednodušené schéma ultrazvukového hladinoměru je na obr.
Senzor stavu hladiny tvoří:
generátor a vysílač ultrazvukového signálu
přijímač ultrazvuku a zesilovač signálu
elektronické vyhodnocovací zařízení.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
ultrazvukovéS vlněním
Vysílač a přijímač ultrazvukových impulsů – vysilač pracuje
např. na bázi piezoelektrického principu - tvoří konstrukční celek,
který je umístěn v horní části nádrže.
Funkci celého zařízení řídí generátor pulsů.
Na počátku měřicího cyklu je vyslán z vysílače ultrazvukový
impuls, který se po odrazu vrací k přijímači.
Čas t naměřený elektronickým obvodem závisí na velikosti
(délce) dráhy ultrazvuku, a tím i na stavu hladiny.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Výška hladiny se vyhodnocuje na základě vztahů:
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
kde rychlost šíření ultrazvuku v daném prostředí je
c (m/s), naměřený čas t (s), vzdálenost hladiny
od snímače L (m), výška nádrže Lmax.
S vlněním
Jako vysílačů a přijímačů ultrazvuku se používá piezoelektrických
nebo magnetostrikčních měničů - frekvence používaného ultrazvuku
je 20 až 50 kHz
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněnímUmístění sondy:
- v horní části nádrže nebo u dna nádoby
- hlavní osa vysílače signálu by měla
směřovat kolmo k povrchu měřené
látky
- u sypkých látek je třeba respektovat
jak násypný úhel, tak úhel pro
vyprazdňování substance
Údaj ultrazvukového hladinoměru je ovlivňován hustotou a teplo-
tou prostředí, přítomností míchadla nebo vibrátoru u práškovitých
substancí, tvarem a kvalitou povrchu fázového rozhraní (horní
plocha pro odraz signálu), přítomností pěny i činností míchadla.
Rychlost ultrazvuku závisí na hustotě a tedy i na teplotě prostředí
- přesné ultrazvukové hladinoměry jsou vybaveny příslušným te-
plotním korekčním obvodem - korekci je na základě měření te-
ploty.
Výstupní signál je elektronicky zpracován v analogové nebo dnes
prakticky výlučně v číslicové formě.
Při měření kapalin lze určit hladinu s chybou 2 mm.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Bude-li docházet ke změnám hustoty prostředí i z jiných příčin
než je změna teploty, je možno aplikovat ultrazvukový hladino-
měr s automatickou korekcí, který je vybaven referenčním prv-
kem např. ve tvaru U, který vymezuje pevnou referenční vzdále-
nost sloužící pro výpočet rychlosti ultrazvuku v daném prostředí
– změří se jednak doba, kterou potřebuje ultrazvukový signál pro
překonání referenční vzdálenosti a jednak doba pro překonání
vzdálenost k hladině a zpět.
Výšku hladiny h stanoví elektronický obvod na základě znalosti
vzdálenosti naměřené při nulovém stavu hladiny.
Informace o stavu hladiny nezávisí na změnách rychlosti ultra-
zvuku v prostředí nad hladinou.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Radarové snímače hladiny využívají podobný princip jako ultra-
zvukové hladinoměry – používají vysokofrekvenční signál (elek-
tromagnetické vlnění - mikrovlnné záření), které se šíří
prostředím (skoro) rychlostí světla.
Signál má frekvenci kolem 10 GHz - je směrován do prostoru po-
mocí antény - vyslaná vlna se na fázovém rozhraní částečně odra-
zí zpět k vysílači a částečně dále prochází do druhého prostředí -
opět se měří čas potřebný k průchodu elektromagnetických vln
z vysílače k hladině a po odrazu zpět k přijímači - z časového
údaje mezi vyslanou a přijatou vlnou je stanovena výška hladiny.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
radarovéS vlněním
Výška hladiny se vyhodnocuje na základě vztahů:
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
kde rychlost šíření mikrovln v daném prostředí je
c (m/s), naměřený čas t (s), vzdálenost hladiny
od snímače L (m), výška nádrže Lmax.
S vlněním
Používá se pulsní metoda - mikrovlnný signál ve formě krátkého
impulsu je vysílán periodicky s krátkou periodicitou vysílacích
intervalů - metoda je velmi náročná na přesnost měření času, pro-
tože se jedná o časové intervaly řádově v pikosekudnách .
Vhodnější je frekvenční metoda, založená na vysílání spojitého
signálu s proměnnou plynule měněnou frekvencí od fmin do fmax.
Ze známé rychlosti přelaďování a změřených hodnot frekvencí
vyslaného a přijatého signálu v čase t1 se vypočíte odpovídající
výška hladiny.
Hlavní předností frekvenční metody je, že frekvenční rozdíl lze
měřit velmi přesně - až 1 mm.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Složení atmosféry nemá vliv na rychlost šíření mikrovln, ale při
vysoké koncentraci par může docházet k útlumu signálu.
Pro aplikaci radarových snímačů je důležitá znalost relativní per-
mitivity r měřeného média - materiál s nízkou permitivitou má
vyšší propustnost pro elektromagnetické záření = proto velký po-
díl záření proniká rozhraním - pro úspěšnou aplikaci je r>2 -
nevýhodou je vysoká cena zařízení a nevhodnost pro kapaliny
s nízkou permitivitou – používá se i pro měření vysoce viskóz-
ních a lepivých substancí (pasty a kaly, pro zkapalněné plyny i
těkavé a agresivní kapaliny).
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Elektronické vyhodnocovací zařízení spolu s příslušným SW
umožňuje odlišit parazitní odrazy od stěn, vnitřních částí aparatur.
Radarové snímače vykazují vysokou přesnost a spolehlivost i ve
velmi náročných provozních podmínkách (vysoká teplota, tlak,
agresivní prostředí).
vhodné pro měření médií s relativní permitivitou ε > 2
materiálem s nízkou permitivitou (izolanty např. oleje) mikro-
vlnné záření proniká a odráží se až od rozhraní s vyšší permitivi-
tou (dno nádoby)
parazitní odrazy od stěn či míchadla se odlišují softwarově.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Měření výšky hladiny při nepravidelném
povrchu asfaltu pomocí bezkontaktního
měření hladiny – s typickými vlastnostmi =
viskózní, horký a lepkavý.
Bezkontaktní hladinoměry jsou navrženy tak,
aby kondenzát vznikající na anténě nevedl ke
ztrátě viditelnosti hladiny média.
Měření lze realizovat i přes nepravidelný po-
vrch produktu při provozní teplotě přes 200°C
– proto je připojen na ofukový systém, který
antenní systém chladí .
Reflektometrické / reflexní radarové snímače / hladinoměry
jsou zvláštní skupinu mezi mikrovlnnými hladinoměry – využívají
tzv. vedený mikrovlnný signál.
Impulsy mikrovln jsou "vedeny" tělesem z pevného materiálu (ty-
čí, lanem, koaxiálním kabelem - nejsou tlumeny prostředím) - je
ponořeno do média (což je nevýhoda) - v rovině hladiny dochází k
odrazu mikrovlnného záření - intenzita odraženého signálu závisí
na permitivitě média - vyhodnocuje se časový rozdíl mezi
vysláním impulsu a přijetím impulsu odraženého.
Tento princip se nazývá TDR – Time Domain Reflection
………
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
reflektometrickéS vlněním
na přesnost měření nemá vliv prach, páry, pěna, teplota ani tlak
je možno měřit kapaliny i práškové a granulované materiály
lze použít i pro měření rozhraní dvou kapalin
signál není ovlivňován falešnými a vícenásobnými odrazy
vysoká spolehlivost a opakovatelnost měření
možnost aplikace při teplotách od –50 do +200 ºC a tlaku
od 0,1 do 10 MPa
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
reflektometrickéS vlněním
Izotopové hladinoměry využívají skutečnosti, že intenzita radio-
aktivního záření klesá úměrně s tloušťkou vrstvy materiálu mezi
zářičem a detektorem = měří se zeslabení svazku ionizujícího
záření při jeho průchodu monitorovaným hmotným prostorem.
Jejich nevýhodou je nutnost ochrany obsluhy před účinky radio-
aktivního ozáření.
Aplikace těchto přístrojů proto přichází v úvahu tehdy, když není
možno užít jiných metod, tj. např. při měření látek silně agresiv-
ních, viskózních, při extrémně vysokých tlacích a teplotách
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
izotopovéS vlněním
Radioaktivní zářič 1 je uložen v ochranném pouzdru ve spodní
části pomocné trubky 2, propojené s nádrží - v horní části trubky
je umístěn detektor 3 - jako zdroj gama-záření se používá izotopů
s relativně dlouhým poločasem rozpadu (např. Co 60 či Cs 137),
aby nebylo zapotřebí provádět často kalibraci.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Gama-paprsky silně pronikají ma-
teriálem, ale nemají schopnost jej
aktivovat (vyvolávat jeho radioak-
tivitu), a proto je lze používat pro
účely měření i v potravinářském
průmyslu.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
snímání mezního stavu hladiny spojité měření výšky hladiny
Izotopové hladinoměry
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
spojité měření výšky hladiny snímání mezního stavu hladiny
Izotopové hladinoměry
Důležitou předností použití gama-paprsků pro měření hladiny
kapalin a sypkých látek je možnost použití zářiče v ochranném
pouzdře i přijímače vně stěn = na vnějším plášti zásobníku.
Detektorem bývá zpravidla Geiger-Müllerova trubice nebo scinti-
lační detektor s fotonásobičem.
Zařízení pro signalizaci mezního stavu násypu sypké látky je na
obrázku.
Hodí se pro kontinuální, plynulé měření výšky hladiny a jejích
změn nebo pro hlídání maxima výšky (plný zásobník).
Intenzita záření dopadající na detektor závisí na tloušťce vrstvy
kapaliny.
hladinoměr T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
S vlněním
Literatura
McMILLAN, G. K. – CONSIDINE, D. M.: Process/Industrial Instruments and
Controls Handbook. New York, McGraw/Hill, 1999.
BENGTSSON, C.: The Engineer’s Guide to Level Measurement. Emerson
Process Management Rosemount, Inc., 2013.
Měření průtoku a měření výšky hladiny. Zpravodaj pro měření a regulaci č. 4.
NEWPORT OMEGA 1995. [on-line] - [cit. únor 2014].
www.omegaeng.cz/literature
Kadlec K.: Snímače hladiny – principy, vlastnosti, použití (část 1 a 2) – časopis
AUTOMA č. 5 a 6 (2005).
doc. Ing. Karel Kadlec, CSc., Jan Vaculík - Hydrostatické hladinoměry – princip,
vlastnosti a použití. AUTOMA č. 7, rok 2014, str. 34 – 38.
Ďaďo S., Bejček L., Platil A.: Měření průtoku a výšky hladiny. BEN Praha 2005.
T- MaR
© VR - ZS 2015/2016
top related