Indicatorii de nivel mecanic sunt clasificați ca
Geam de sticlă
Tip plutitor
Tip deplasator
Tip diafragmă
Indicatori de nivel de presiune diferențială
Geam de sticlă
O sticlă de măsurare sau vizor este un dispozitiv simplu utilizat pentru a determina nivelul lichidului prin fixarea unui tub de sticlă transparent paralel cu recipientul de lichid.
Tubul de sticlă trebuie să aibă un orificiu mic și un perete gros, astfel încât să poată rezista la presiune. Pentru a-l proteja în continuare, trebuie să fie închis într-un tub metalic cu deschidere cu fantă. Supapele sunt amplasate în locuri adecvate pentru confortul înlocuirii sticlei de măsurare sparte fără întreruperea procesului. În general, paharele de măsurare nu sunt utilizate pentru înălțimi de nivel mai mari de 90 cm sau 3 picioare. Pentru rezervoarele mai înalte, este necesar să se fixeze două sau mai multe pahare de gabarit la înălțimi diferite. În general, tuburile de sticlă sunt selectate astfel încât să poată rezista la o presiune a aburului de 150 kg/cm2, la 250 de grade sau presiunea apei de 450 kg/cm2.
Indicator bi-de nivel din sticlă
În general, aceste indicatori bi-de nivel din sticlă sunt instalate în cazane. Acest indicator bi-de nivel din sticlă arată culoarea roșie pentru abur și culoarea verde pentru apă. Aceasta se obține prin exploatarea unui principiu optic al indicelui de refracție. RI este diferit pentru diferite culori atunci când trec prin medii precum sticla, apă și abur. Corpul indicatorului este un trapez cu ochelari din spate fixați pe fețele ne-paralele. O lampă LED cu lumină bi-colorată sau o lampă dicroică standard cu filtre roșii și verzi fixate pe părțile opuse pe un trapez. Această iluminare specială transmite o lumină oblică prin ochelarii din spate al indicatorului de nivel pentru a ajunge la mediul intern. Când indicatorul conține abur, razele verzi sunt deviate și evitate să iasă din partea observatorului. Apoi lumina roșie deviată de abur trece prin orificiul intern ajungând la observator. Razele roșii sunt deviate și pierdute în interior atunci când traiectoria razei conține apă, astfel încât raza verde să ajungă pe sticla frontală a indicatorului de nivel.
Tip plutitor
Un plutitor este o substanță atunci când este scufundat într-un lichid și atunci când plutește pe suprafața lichidului experimentează mai multă flotabilitate decât greutatea sa reală.
Conform principiului, volumul plutitorului care deplasează lichidul trebuie să fie mai mare decât greutatea plutitorului.
Plutitoare standard
Flotoarele standard sunt sferice sau cilindrice. Diametrul plutitorului ar trebui să fie mai mare pentru lichidele cu densitate mică-și invers. Diametrul flotorului sferic variază între 75 mm și 175 mm. Flotantele pot fi montate-superioare sau laterale-. Mișcarea plutitorului poate fi urmărită electro-mecanic prin fixarea unui potențiometru sau LVDT la acesta. Plutitorul cuplat magnetic indică și nivelul lichidului.
Avantajele flotoarelor standard
Design simplu
Precizie ridicată
Gamă largă de niveluri de măsurare
Posibilitatea de măsurare a nivelului în lichide corozive și vâscoase
Dezavantajele flotoarelor standard
Un flotor standard nu poate fi folosit în rezervoare sub presiune.
Plutitor cu comutatoare Reed
Figura indică o serie de rezistențe și întrerupătoare cu lame conectate.
Acestea sunt, în general, plasate la aproximativ 5 mm între ele într-o coloană.
Ele plutesc pe părțile laterale ale magnetului permanenți de-a lungul coloanei comutatorului cu lame.
Comutatorul cu lame este scurtcircuitat în funcție de poziția flotorului și trimite un curent prin ampermetru.
Curentul prin ampermetru este mai mult referitor la poziția flotorului
Acest tip de indicator de nivel indică niveluri cu o precizie de 5 mm.
Metoda magnetostrictivă
Metoda magnetostrictivă este cel mai elegant dintre toți indicatorii de nivel-float. Indicația de nivel determină poziția de plutire a lichidului.
În metoda magnetostrictivă, acest plutitor este o bucată circulară concentrică a unui magnet permanent. Efectele lui Wiedemann și Villari sunt folosite pentru a determina poziția flotorului magnetic pe o suprafață lichidă. Materialul de ghidare de undă ferromagnetică este utilizat pentru a genera magnetostricție.
În general, o forță de atracție între ghidul de undă și magnetul plutitor ridică o forță de frecare care inhibă mișcarea continuă a plutitorului. Acest lucru poate fi redus prin utilizarea unui ghid de undă cu diametrul mai mic de 0,5 mm. Prin această metodă se poate obține o precizie de aproximativ 0,1 mm.
Această metodă este utilizată în industria farmaceutică, alimentară, chimică, a gazelor petroliere lichide și a băuturilor.
Tip deplasator
Dispozitiv de echilibrare cu arc
Acest tip de deplasator cu arc de echilibru, având în vedere originea variației nivelului lichidului, face ca arcul atașat să se contracte sau să se extindă în mișcarea deplasantului în sus și în jos. Deplasatorul tijei se termină într-o bilă magnetică. Acul magnetic fixat pe un pivot în afara carcasei bilei detectează mișcarea în sus-și-în jos a bilei magnetice. Mișcarea bilei magnetice este de aproximativ 25 mm. Aceasta este mărită pneumatic prin atașarea clapetei la un disc excentric pe pivotul acului magnetic. Această mișcare este transformată într-un semnal electric printr-un aranjament potențiometric.
Dispozitiv pentru tubul de torsiune
Mișcarea dispozitivului de deplasare aplică torsiune unui tub numit tub de cuplu. Tubul tubular de cuplu constă dintr-o tijă de cuplu interioară sudată la tubul de cuplu la un capăt și liberă la celălalt capăt. Acesta este susținut de un rulment fără frecare. Tubul de cuplu se termină într-o margine de cuțit pe o parte și susține dispozitivul de deplasare prin intermediul brațului de cuplu care se termină într-un bloc. Celălalt capăt al tubului de cuplu se termină într-o flanșă care este ancorată de peretele rezervorului. Atunci când dispozitivul de deplasare este deplasat în sus sau în jos, torsiune este aplicată tubului de cuplu prin marginea cuțitului. Această torsiune este transmisă tijei interioare de torsiune care o poartă în afara rezervorului. Deplasarea unghiulară a tijei este de aproximativ 5 până la 6 grade. Deplasarea unghiulară a tijei este liniar legată de greutatea aparentă și nivelul lichidului deplasantului. Deplasarea unghiulară a tijei de cuplu este amplificată pneumatic la o presiune diferențială mare prin antrenarea clapetei unui traductor clapete a duzei. Tuburile de torsiune sunt fabricate din Nichel, Inconel, Monel, Hastelloy, etc. De obicei, se folosesc dispozitive de deplasare cu lungimea de 0,3 m până la 1,5 m, deși lungimea poate fi de până la 18 m. Dislocatoarele sunt potrivite pentru măsurarea nivelului de lichide curate și șlamuri.
Indicatori de nivel al diafragmei
Indicatoarele de nivel ale diafragmei constau dintr-o cutie închisă pe toate părțile, cu excepția uneia în care este fixată o diafragmă flexibilă. Cutia conține aer captiv conectat la un detector de presiune prin tubul capilar. Diafragma este realizată din teflon neopren sau din material plastic similar cauciuc siliconic. Cutia cu diafragmă se menține scufundată în lichid. Pe măsură ce nivelul lichidului crește, capul static al lichidului exercită o forță ascendentă asupra diafragmei pentru a comprima aerul captiv. Presiunea aerului captiv este direct proporțională cu nivelul lichidului. Acest indicator de nivel poate fi utilizat în navele de tip deschis-. Acesta este mai ieftin, cu precizie limitată. Aerul din diafragmă nu este captiv, dar o alimentare continuă este menținută printr-un tub, așa cum se arată în figura b. O conductă de aerisire permite aerului să se scurgă în atmosferă printr-un orificiu de aerisire existent între conducta de aerisire și diafragmă. O altă țeavă conectează diafragma la un indicator de nivel adecvat, care este un indicator de presiune. Alimentarea cu aer a unității este reglată la aproximativ 0,2 până la 0,3 bari peste înălțimea hidraulică maximă care trebuie măsurată. Diafragmele din oțel inoxidabil sunt potrivite pentru acest tip de detector de nivel. Pe măsură ce nivelul lichidului crește, presiunea crescută care acționează asupra diafragmei o face să se miște în sus, făcând orificiul de scurgere mai mic. În consecință, mai puține scurgeri de aer prin tubul de aerisire determinând creșterea presiunii aerului. Presiunea-aerului acumulată împinge apoi diafragma în jos, crescând scurgerea de aer și așa mai departe până când se atinge echilibrul. Presiunea aerului din incinta diafragmei este o măsură a nivelului lichidului. Acești indicatori sunt precisi până la 0,3 bari de presiunea-de alimentare cu aer. Pot opera până la 11 bari. Restricția reglabilă poate fi manipulată corespunzător pentru a crește viteza de răspuns.
Indicatori de nivel de presiune diferențială
Un nivel de lichid exercită presiune cauzată de greutatea coloanei de lichid. Această presiune poate fi măsurată pentru a estima nivelul lichidului, cu condiția ca lichidul să fie la presiunea atmosferică. Această metodă este cunoscută sub numele de Hydrostatic Tank Gauging (HTG). Dar dacă lichidul este într-un rezervor presurizat, atunci trebuie să măsurați presiunea diferențială dintre partea superioară și inferioară a coloanei de lichid pentru a afla nivelul lichidului.
Dacă P1 este presiunea din fundul rezervorului
P2 este presiunea într-un punct intermediar
P3 este presiunea din partea superioară a rezervorului
h este diferența de înălțime dintre punctele de atingere p₁ și p2 și
L este înălțimea nivelului lichidului din rezervor
Apoi ρ=(P1-P2)/hg și L=(P1-P3)/ρg
Diferența de presiune dintre partea de sus și de jos a nivelului lichidului poate fi măsurată individual prin măsurarea celor două presiuni. Eroarea de măsurare poate să nu fie aceeași. Prin urmare, o singură măsurătoare oferă valoarea presiunii diferențiale. DP poate fi măsurat mecanic prin utilizarea burdufului într-o incintă în care partea de presiune superioară este conectată la burduf, iar partea de presiune inferioară este conectată la carcasă. În acest aranjament, așa cum se arată în figura b, cu burdufuri umplut cu lichid-utilizat pentru măsurarea DP, partea cu presiune mai mare împinge lichidul din interiorul burdufului către partea cu presiune inferioară. Aceasta extinde burduful. Ca rezultat, pârghia indicatorului încărcată cu arc-este împinsă înapoi, deplasând indicatorul spre dreapta. Deoarece DP devine sensibil la temperatura lichidului. Un compensator de temperatură bimetalic este atașat la burduf pentru a compensa diferența de presiune produsă de diferența de temperatură.
