Рекомендации по выбору датчиков уровня

На сегодняшний день существует большое количество автоматизированных систем управления различными технологическими процессами, и одной из основных задач таких процессов является контроль уровня сред. В связи с этим, производители выпускают множество типов датчиков уровня, базирующихся на различных принципах работы и применяемых с жидкими и сыпучими материалами. Такой широкий ассортимент может сбить с толку человека несведущего в вопросах уровнеметрии, и неверный выбор датчика никак не решит поставленных задач, а может даже навредить! Итак, данная статья написана с целью помочь разобраться в нюансах подбора необходимого датчика уровня.

Начнём с понятия « датчик уровня», под определение которого попадают устройства, предназначенные как для непрерывного измерения уровня сред (такие датчики уровня называют «уровнемерами»), так и для контроля заданного уровня (это «сигнализаторы уровня»). Таким образом, первым делом необходимо определиться, требуется ли постоянно знать уровень материала в ёмкости или достаточно контролировать конкретные точки, например опустошение или заполнение резервуара. В технологических процессах, где задача управления заключается во включении/отключении электродвигателей насосов, светозвуковой сигнализации или открытии/закрытии соленоидных клапанов по достижению заданного уровня, можно обойтись более экономичными и простыми сигнализаторами. Сигнализаторы уровня имеют дискретный выход и зачастую встраиваются напрямую в цепи управления. В наиболее сложных и ответственных технологических процессах, где требуется высокоточное измерение уровня, непрерывный мониторинг расхода материала и чёткое дозирование, используются более совершенные алгоритмы и инструменты управления. В таких случаях применяются уровнемеры с аналоговым выходным сигналом, пропорциональным измеряемому уровню. Уровнемеры подключаются к различным регуляторам, программируемым реле и контроллерам, которые в соответствие с управляющей программой осуществляют управление технологическим процессом и передают информацию об измерении на верхний уровень автоматизации в SCADA-системы.

Датчики уровня применяются с различными материалами, тем не менее можно выделить две группы датчиков уровня: «для жидкостей» и «для сыпучих сред». Каждая из групп имеет свои особенности, которые должны быть учтены при выборе датчика.

Определившись с функционалом датчика уровня и средой применения, на следующем этапе необходимо выбрать тип датчика: контактный или бесконтактный. Контактные датчики представлены широкой линейкой устройств и обладают большей точностью и меньшей стоимостью. Однако, такие факторы как вспенивание, высокая вязкость среды и наличие взвесей в жидкости может привести к некорректным результатам измерения. Контактный тип датчиков наиболее устойчив к высоким температурам и давлению среды. Для контроля уровня агрессивных сред в химическом производстве, контактирующие со средой части датчика изготавливают из химически стойких пластмасс и нержавеющей стали. Вместе с тем, именно бесконтактные датчики уровня за счёт отсутствия контакта с измеряемой средой находят широкое применение в химической промышленности, невосприимчивы к пенообразованию и налипанию.

Следующим и наиболее ответственным этапом является выбор датчика уровня по принципу действия. Каждый принцип действия имеет свои достоинства и недостатки. Так, например, емкостные и кондуктометрические датчики уровня способны работать только в токопроводящих средах, ультразвуковые датчики чувствительны к пыли, а поплавковые магнитострикционные и магниточувствительные уровнемеры не рекомендуется использовать совместно с вязкими жидкостями. В то же время, бесконтактные микроволновые радарные уровнемеры благодаря своей конструкции и принципу действия подходят для измерения уровня агрессивных, пенящихся сред в широком диапазоне температур и давлений и применимы почти в любом процессе, но стоимость таких устройств соизмерима их возможностям, поэтому следует оценить целесообразность применения радарных уровнемеров. Подробную информацию и описание принципов работы вы сможете найти на соответствующих страничках нашего сайта. В данной же статье выделим наиболее часто встречаемые проблемы при выборе датчиков уровня, а также проведём приблизительное сравнение цен.

Далее приведём сводную таблицу датчиков уровня по рассмотренным критериям.

1. ★ — низкое значение
2. ★ ★ — среднее значение
3. ★ ★ ★ — высокое значение

Большинство выпускаемых датчиков уровня имеют различные исполнения (миниатюрные, взрывозащищённые, высокотемпературные, с удлинением и пр.), что делает их более универсальными и расширяет область их применения.

Данная статья является обзорной и носит рекомендательный характер. Проблемы, приведённые в статье, являются часто встречаемыми, а решения типовыми. Существует огромное количество уникальных технологических процессов, для которых требуется более тщательный подбор оборудования и консультации специалистов.

Инженеры компании «РусАвтоматизаця» помогут избежать ошибок в подборе оборудования под конкретный технологический процесс и сэкономят ваше время.