ЖУРНАЛ «СТА» №3/2002

плотность продукта и дан- ные из калибровочных таблиц. На основании анализа результатов обследования резервуаров цеха редких металлов были определе- ны технические и метро- логические требования к датчикам для контроля температуры и уровня жидкости в технологичес- ких ёмкостях. Необходимо отметить, что в технологических ем- костях цеха редких метал- лов находится агрессивная жидкость, поэтому для контроля её уровня необ- ходимо использовать бесконтактные измерительные средства. Наиболее полно удовлетворяют этому требова- нию уровнемеры, основанные на при- менении акустических и электромаг- нитных методов. А КУСТИ Ч ЕСКИЕ УРОВНЕМЕРЫ Принцип действия акустических уровнемеров основан на локации уров- ня звуковыми импульсами, проходя- щими через газовую среду и отражаю- щимися от границы раздела «газ – кон- тролируемая среда». Для измерения уровня акустический преобразователь крепится на верхней крышке резервуа- ра и не контактирует с контролируемой средой. Этот факт обеспечивает уни- версальность акустических уровнеме- ров по отношению к свойствам кон- тролируемых сред. Однако серийно выпускаемые отече- ственные акустические уровнемеры имеют существенные конструктивные недостатки, основными из которых яв- ляются недостаточная мощность зву- кового излучателя и плохая герметич- ность конструкции акустического пре- образователя. Первый недостаток при- водит к отказам в работе прибора при образовании конденсата на поверхнос- ти излучателя, а также к неустойчивой работе при наличии интенсивных ис- парений в резервуарах. Второй недо- статок значительно затрудняет воз- можность использования этих прибо- ров для контроля уровня агрессивных сред. Локация уровня может производить- ся и снизу; при этом определяется тол- щина слоя жидкости над источником и приёмником ультразвуковых колеба- ний, которые крепятся снаружи ко дну резервуара. На наш взгляд, локация снизу в ряде случаев (например, при измерении уровней находящихся под давлением жидкостей или сжиженных газов) может оказаться предпочтитель- нее, так как источник и приёмник функционируют в более благоприят- ных условиях и появляется возмож- ность увеличения максимально допус- тимой высоты измеряемого уровня. Результаты экспериментальных ис- следований показали, что акустичес- кие уровнемеры позволяют контроли- ровать уровень реагентов с необходи- мой точностью в резервуарах с ёмкос- тью до 15 м 3 . Р АДАРНЫЕ УРОВНЕМЕРЫ Экспериментальные исследования, проведенные как в лабораторных усло- виях, так и непосредственно на баке № 11 цеха редких металлов, показали высокую эффективность и точность уровнемеров, использующих методы измерения на основе микроволнового электромагнитного излучения, в част- ности, радиолокационные (радарные) методы. Принцип действия радарных уров- немеров также основан на измерении времени распространения микроволн от датчика до поверхности продукта и обратно. В настоящее время уровне- меры этого типа находят все большее применение для измерения уровня жидких сред. Это объясняется тем, что они удачно совмещают в себе вы- сокую точность (погрешность поряд- ка ±1,0 мм), надёжность и простоту обслуживания. Высокая надёжность определяется бесконтактностью ме- тода, а высокая точность — часто- той/длиной волны излучаемого сиг- нала и незначительным (всего несколько процен- тов даже для насыщенно- го водяного пара) ослаб- лением сигнала использу- емого диапазона при про- хождении через газовую среду над измеряемым уровнем. В настоящее время на баке № 11 успешно про- ведены работы по монта- жу, наладке и внедрению в эксплуатацию радарно- го уровнемера типа УЛМ11. Работа уровне- мера УЛМ11 основана на принципе радиолокации в миллиметровом диапа- зоне волн. Уровнемер работает на ча- стоте 94 ГГц, максимальная ошибка измерения ±1 мм, диапазон измере- ний до 30 м. Высокая точность измерений обес- печивается использованием прецизи- онной системы фазовой автоподст- ройки частоты и применением спект- рального анализа с высокой разреша- ющей способностью. Благодаря ис- пользованию сверхкоротких электро- магнитных волн уровнемер имеет ма- лые размеры антенны по сравнению с другими уровнемерами. Это позволяет размещать весь уровнемер, включая и антенну, непосредственно на фланце резервуара с его внешней стороны (рис. 1). Рассмотрение различных типов ра- дарных уровнемеров позволяет сделать вывод, что соотношение точности и размеров антенны в значительной мере зависит от используемой частоты излу- чения. Высокая точность уровнемеров, работающих на частотах 10 ГГц, дости- гается за счет использования антенны больших размеров, что усложняет их монтаж и эксплуатацию. Уровнемеры, работающие в более коротковолновом РАЗ РА БО Т КИ / КОН Т Р ОЛ Ь НО - И ЗМЕ Р И Т Е Л Ь НЫ Е СИС Т ЕМЫ 55 СТА 3/2002 www.cta.ru Верхняя ÷асть резервуара с реагентами, измерение уровня реагента вру÷ную ÷ерез специальный люк Рис. 1. Размещение уровнемера в герметичном корпусе на фланце резервуара с внешней стороны