A mechanikai szintjelzők besorolása a
Mérőüveg
Úszó típus
Kiszorító típus
Membrán típus
Nyomáskülönbségszint-jelzők
Mérőüveg
A mérőüveg vagy kémlelőüveg egy egyszerű eszköz, amelyet a folyadékszint meghatározására használnak egy átlátszó üvegcső rögzítésével párhuzamosan a folyadéktartóval.
Az üvegcsőnek kis furatúnak és vastag falúnak kell lennie, hogy ellenálljon a nyomásnak. A további védelme érdekében egy résnyílású fémcsőbe kell zárni. A szelepeket a megfelelő helyeken kell elhelyezni, hogy kényelmesen lehessen cserélni a törött mérőüveget a folyamat megszakítása nélkül. Általában a mérőszemüveget nem használják 90 cm-nél vagy 3 lábnál magasabb szintmagasságnál. Magasabb tartályokhoz két vagy több mérőpoharat kell különböző magasságban rögzíteni. Általában az üvegcsöveket úgy választják ki, hogy ellenálljanak a 150 kg/cm gőznyomásnak.2, 250 fokon, vagy 450 kg/cm víznyomáson2.
Kétszínű üvegszintmérő
Általában ezeket a két{0}}színű üvegszintmérőket kazánokba szerelik be. Ez a két-színű üvegszintmérő piros színt mutat a gőznél és zöld színt a víznél. Ezt a törésmutató egy optikai elvének kihasználásával érjük el. Az RI különbözik a különböző színeknél, amikor áthaladnak az üvegen, vízen és gőzön. A mérőtest egy trapéz, amelynek hátsó üvegei a nem-párhuzamos oldalakra vannak rögzítve. Egy bi-színű fényű LED-lámpa vagy egy hagyományos dikroikus lámpa piros és zöld szűrőkkel, amelyek a trapéz két oldalára vannak rögzítve. Ez a speciális megvilágítás ferde fényt bocsát át a szintmérő hátsó üvegein keresztül, hogy elérje a belső médiát. Ha a mérőeszköz gőzt tartalmaz, a zöld sugarak eltérnek, és elkerülik, hogy a megfigyelő oldalán bukkanjanak fel. Ekkor a belső lyukon át gőz által eltért vörös fény jut el a megfigyelőhöz. A vörös sugarak eltérnek és elvesznek benne, amikor a sugárút vizet tartalmaz, így a zöld sugár eléri a szintmérő elülső üvegét.
Úszó típus
Az úszó folyadékba mártott anyag, és amikor a folyadék felszínén lebeg, nagyobb felhajtóerőt tapasztal, mint a tényleges súlya.
Az elv szerint a folyadékot kiszorító úszótérfogatnak nagyobbnak kell lennie, mint az úszó tömege.
Standard úszók
A szabványos úszók gömb alakúak vagy hengeresek. Az úszó átmérőjének nagyobbnak kell lennie{1}}alacsony sűrűségű folyadékoknál, és fordítva. A gömb alakú úszó átmérője 75 mm és 175 mm között változik. Az úszók lehetnek felül-vagy oldalra-szerelhetők. Az úszó mozgása elektro-mechanikusan követhető nyomon, ha potenciométert vagy LVDT-t rögzítenek hozzá. A mágnesesen csatolt úszó a folyadékszintet is jelzi.
A standard úszók előnyei
Egyszerű kialakítás
Nagy pontosságú
Mérési szintek széles választéka
Szintmérés lehetősége korrozív és viszkózus folyadékokban
A Standard úszók hátrányai
Szabványos úszó nem használható nyomás alatti tartályokban.
Úszó Reed kapcsolókkal
Az ábra egy sor ellenállást és reed kapcsolót jelöl.
Ezeket általában körülbelül 5 mm-re helyezik el egymástól egy oszlopban.
Állandó mágneses oldalt lebegtetnek a reed kapcsolóoszlop mentén.
A reed kapcsoló az úszó helyzetétől függően rövidre zár, és áramot küld az ampermérőn.
Az ampermérőn áthaladó áram inkább az úszó helyzetére vonatkozik
Az ilyen típusú szintjelzők 5 mm-es pontossággal jelzik a szinteket.
Magnetostrikciós módszer
A magnetostrikciós módszer a legelegánsabb az összes float{0}}szintjelző közül. A szintjelző a folyadék lebegési helyzetét határozza meg.
A Magnetostrikciós módszerben ez az úszó egy állandó mágnes koncentrikus kör alakú darabja. Wiedemann és Villari effektusait használják a mágneses úszó folyadékfelületen való helyzetének meghatározására. A ferromágneses hullámvezető anyagot magnetostrikció generálására használják.
Általában a hullámvezető és az úszómágnes közötti vonzási erő olyan súrlódási erőt hoz létre, amely gátolja az úszó folyamatos mozgását. Ez 0,5 mm-nél kisebb átmérőjű hullámvezető használatával csökkenthető. Ezzel a módszerrel körülbelül 0,1 mm-es pontosság érhető el.
Ezt a módszert a gyógyszeriparban, élelmiszeriparban, vegyiparban, folyékony kőolaj-gáziparban és italgyártásban alkalmazzák.
Kiszorító típus
Spring Balance Displacer
Ez a Spring Balance Displacer típus, figyelembe véve a folyadékszint változásának eredetét, a csatlakoztatott rugót összehúzza vagy kitágul felfelé és lefelé irányuló kiszorító mozgás során. A rúd kiszorítója mágneses golyóban végződik. A gömbházon kívüli forgócsapra rögzített mágnestű érzékeli a mágnesgolyó fel-és-lefelé irányuló mozgását. A mágnesgolyó mozgása 25 mm körül van. Ezt pneumatikusan nagyítjuk úgy, hogy a csappantyút a mágnestű forgócsapjához excentrikusan egy tárcsához rögzítjük. Ezt a mozgást potenciometrikus elrendezéssel elektromos jellé alakítják.
Nyomatékcső kiszorító
Az elmozdító mozgás torziót fejt ki a nyomatékcsőnek nevezett csőre. Az üreges nyomatékcső egy belső nyomatékrúdból áll, amely egyik végén a nyomatékcsőhöz van hegesztve, a másik végén szabadon. Ezt súrlódásmentes csapágy támasztja alá. A nyomatékcső az egyik oldalon késélben végződik, és a tömbben végződő nyomatékkaron keresztül támogatja a kiszorítót. A nyomatékcső másik vége egy karimában végződik, amely a tartály falához van rögzítve. Amikor a kiszorítót felfelé vagy lefelé mozgatják, a forgatónyomatékcsövet a kés élén keresztül torziós hatás éri. Ez a torzió átkerül a belső torziós rúdra, amely a tartályon kívülre viszi. A rúd szögelmozdulása körülbelül 5 fok és 6 fok között van. A rúd szögelmozdulása lineárisan összefügg a kiszorító látszólagos súlyával és folyadékszintjével. A nyomatékrúd szögelmozdulását pneumatikusan nagy nyomáskülönbségre erősítik egy fúvókacsappantyú-átalakító csappantyújának meghajtásával. A nyomatékcsövek nikkelből, Inconelből, Monelből, Hastelloyból stb. készülnek. Általában 0,3–1,5 m hosszúságú kiszorítókat használnak, bár a hossza akár 18 m is lehet. A kiszorítók alkalmasak tiszta folyadékok és iszapok szintmérésére.
Membránszint-jelzők
A membránszintjelzők egy minden oldalról zárt dobozból állnak, kivéve azt, ahol rugalmas membrán van rögzítve. A doboz levegőt tartalmaz, amely a kapilláris csövön keresztül nyomásérzékelőhöz van csatlakoztatva. A membrán neoprén teflonból vagy szilikongumihoz hasonló műanyagból készül. A membrándobozt a folyadékba merítve tartják. Ahogy a folyadék szintje emelkedik, a folyadék statikus feje felfelé ható erőt fejt ki a membránra, hogy összenyomja a befogott levegőt. A zárt levegő nyomása egyenesen arányos a folyadék szintjével. Ez a szintjelző használható nyitott-típusú edényekben. Ez olcsóbb, korlátozott pontossággal. A membránban lévő levegő nem zárt, de a b ábrán látható módon egy csövön keresztül folyamatos a levegőellátás. A szellőzőcső lehetővé teszi a levegőnek a légkörbe való kiáramlását a szellőzőcső és a membrán között lévő légtelenítő nyíláson keresztül. Egy másik cső köti össze a membránt egy megfelelő szintjelzővel, amely nyomásjelző. Az egység levegőellátása körülbelül 0,2-0,3 barral a mérendő maximális hidraulikamagasság felett van beállítva. Az ilyen típusú szintérzékelőkhöz a rozsdamentes acél membránok alkalmasak. Ahogy a folyadék szintje emelkedik, a membránra ható megnövekedett nyomás felfelé mozgatja azt, és kisebb lesz a légtelenítő nyílás. Következésképpen kevesebb levegő szivárog a szellőzőcsövön keresztül, ami a légnyomás növekedését okozza. A felhalmozódott-levegőnyomás ezután lefelé nyomja a membránt, növelve a levegő szivárgását, és így tovább, amíg el nem éri az egyensúlyt. A membránházon belüli légnyomás a folyadékszint mértéke. Ezek a mutatók pontossága 0,3 bar-on belül van a légnyomáshoz képest. Legfeljebb 11 bárral működhetnek. Az állítható korlátozás megfelelően manipulálható a válasz sebességének növelése érdekében.
Nyomáskülönbségszint-jelzők
A folyadékszint nyomást fejt ki, amelyet a folyadékoszlop súlya okoz. Ez a nyomás mérhető a folyadékszint becsléséhez, feltéve, hogy a folyadék atmoszférikus nyomáson van. Ez a módszer hidrosztatikus tartálymérő (HTG) néven ismert. De ha a folyadék túlnyomásos tartályban van, akkor meg kell mérni a nyomáskülönbséget a folyadékoszlop teteje és alja között, hogy kitaláljuk a folyadék szintjét.
Ha P1 a nyomás a tartály alján
P2 a nyomás egy közbenső pontban
P3 a nyomás a tartály tetején
h a p1 és p2 csapolási pontok magasságkülönbsége, és
L a folyadékszint magassága a tartályban
Ezután ρ=(P1-P2)/hg & L=(P1-P3)/ρg
A folyadékszint felső és alsó része közötti nyomáskülönbség a két nyomás mérésével egyedileg mérhető. Előfordulhat, hogy a mérési hiba nem azonos. Ezért egyetlen mérés adja meg a nyomáskülönbség értékét. A DP mechanikusan mérhető csőmembrán használatával olyan házban, ahol a nagyobb nyomású oldal a csőmembránhoz, az alacsonyabb nyomású oldal pedig a tokozáshoz csatlakozik. Ebben az elrendezésben, amint azt a b ábra mutatja, a DP mérésére használt folyadékkal{4}}töltött harmonika esetében a nagyobb nyomású oldal a harmonika belsejében lévő folyadékot az alacsonyabb nyomású oldalra nyomja. Ez kiterjeszti a fújtatót. Ennek eredményeként a rugós{7}}mutató kar hátra van tolva, és a mutató jobbra tolódik. Mivel a DP érzékennyé válik a folyadék hőmérsékletére. Egy bimetál hőmérséklet-kompenzátor van a csőmembránhoz rögzítve, hogy ellensúlyozza a hőmérséklet-különbség által keltett nyomáskülönbséget.
