Гидростатические средства измерений уровня

Измерение уровня гидростатическими уровнемерами сводится к измерению гидростатического давления Р, создаваемого столбом жидкости постоянной плотности ρ, согласно равенству

. (12.10)

Измерение гидростатического давления осуществляется:

· манометром, подключаемым на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня;

· дифференциальным манометром, подключаемым к резервуару на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью;

· измерением давления газа (воздуха), прокачиваемого по трубке, опущенной в заполняющую резервуар жидкость на фиксированное расстояние.

На рис. 12.4, а приведена схема измерения уровня манометром. Применяемый для этих целей манометр 1 может быть любого типа с соотвeтствующими пределами измерений, определяемыми зависимостью (12..10). Измерение гидростатического давления манометром может быть осуществлено и по схеме, приведенной на рис. 12..4, б. Согласно данной схеме о значении измеряемого уровня судят по давлению воздуха, заполняющего манометрическую систему.

В нижней части манометрической системы расположен колокол 2, отверстие которого перекрыто тонкой эластичной мембраной 1, а в верхней — манометр 3. Применение эластичной мембраны исключает растворение воздуха в жидкости, однако вводит погрешность в определение уровня из-за упругости мембраны. Преимуществом данной схемы измерения гидростатического давления является независимость показаний манометра от его расположения относительно уровня жидкости в резервуаре.

При измерении уровня по рассмотренным схемам имеют место погрешности измерения, определяемые классом точности манометров и изменениями плотности жидкости.

Измерение гидростатического давления манометрами целесообразно в резервуарах, работающих при атмосферном давлении. В противном случае, показания манометра складываются из гидростатического и избыточного давлений.

Для измерения уровня жидкости в технологических аппаратах, находящихся под давлением, широкое применение получили дифференциальные манометры. С помощью дифференциальных манометров возможно также измерение уровня жидкости в открытых резервуарах, уровня раздела фаз и уровня раздела жидкостей.

Рис. 12.4. Схемы измерения уровня гидростатическими уровнемерами

Измерение уровня в открытых резервуарах, находящихся под атмосферным давлением, осуществляется по схеме, представленной на рис. 12.4, в. Дифманометр 1 через импульсные трубки 2 соединен с резервуаром и уравнительным сосудом 3. Уравнительный сосуд применяется для компенсации статического давления, создаваемого столбом жидкости h ₁в импульсной трубке. В процессе измерения уровень жидкости в уравнительном сосуде должен быть постоянным. Вентиль 4 служит для поддержания постоянного уровня в сосуде 3. При равенстве плотностей жидкостей, заполняющих импульсные трубки и резервуар, и при условии h ₁=h₂перепад давления, измеряемый дифманометром,