Бесконтактные уровнемеры

Когда применяется бесконтактный метод измерения уровня:

• Если среда агрессивная (кислоты, щёлочи) или токсичная, и погружение датчика опасно для оборудования и персонала.
• Если продукт очень вязкий, липкий (нефть, сироп, смолы) – контактные датчики быстро выходят из строя от загрязнений.
• При высоких температурах или давлениях в резервуаре, недопустимых для поплавковых или иных контактных устройств.
• В условиях сильной запылённости, вспенивания, образования паров – когда ультразвук или оптика могут работать нестабильно, радарный метод обеспечивает надёжный результат.

Радарный уровнемер

Радарные уровнемеры излучают электромагнитные волны в гигагерцовом диапазоне и измеряют время их отражения от поверхности продукта. Проще говоря, принцип работы аналогичен радиолокатору: прибор посылает короткий радиосигнал вниз, а затем улавливает его отражение. По задержке или сдвигу частоты (метод FMCW) вычисляется расстояние до материала.

Современный радарный уровнемер способен точно измерять уровень как жидкостей, так и сыпучих материалов, практически независимо от свойств среды (плотности, диэлектрической проницаемости и т.д.). Устройства стабильно работают в широком диапазоне температур и давлений, где другие методы бессильны. Например, им не мешает ни высокое давление под крышкой резервуара, ни сильный нагрев до сотен градусов, ни коррозионная среда.

Радиоволны слабо реагируют на пыль или пену, поэтому радарные датчики уровня успешно применяются в пыльных силосах, вспененных стоках и других сложных условиях. Также они имеют минимальную «слепую зону» и способны охватывать очень большой диапазон – отдельные модели измеряют уровень на высоту до 30–50 м и более. Для крупных резервуаров (нефте-хранилищ, зерновых элеваторов) радарный метод чаще всего вне конкуренции.

Принято выделять импульсные и непрерывные (FMCW) радарные уровнемеры. В первом случае датчик периодически испускает короткие радиоимпульсы и фиксирует их эхо; во втором – излучает непрерывный сигнал с плавной модуляцией частоты. FMCW-уровнемеры считаются более современными: они лучше измеряют твёрдые материалы любого размера, не чувствительны к газовой «подушке» и плотной пыли в емкости.

В промышленности сегодня всё больший спрос на высокочастотные радарные уровнемеры (например, с частотой 26 ГГц или 80 ГГц): чем выше частота сигнала, тем уже диаграмма направленности и выше точность измерения. Так, приборы диапазона 76–81 ГГц (миллиметровые волны) способны показывать уровень с точностью до 1 мм, что позволяет использовать их даже для калибровки мерных резервуаров. При этом узкий луч (порядка 3–5°) облегчает установку в емкостях со мешающими конструкциями внутри, а малая мёртвая зона (несколько сантиметров) даёт возможность контролировать почти полный резервуар.

Главные преимущества радарных уровнемеров:

• высокая точность
• надёжность.

Они не имеют подвижных частей, практически не требуют обслуживания и обеспечивают стабильные показания даже в экстремальных условиях эксплуатации. Радарный датчик успешно измерит уровень агрессивной кислоты в закрытой ёмкости, расплавленного металла в печи или бензина в резервуаре под давлением – задачи, где другие методы контроля уровня просто неприменимы.

Ультразвуковой (акустический) уровнемер

Ультразвуковые уровнемеры используют для измерения уровня акустические волны высокой частоты (ультразвук). Датчик излучает серию коротких звуковых импульсов и принимает эхо-сигнал, отражённый от поверхности жидкости или материала. Получив эхо, электроника рассчитывает расстояние по времени пролёта звука, подобно эхолоту.

Таким образом прибор бесконтактно «прощупывает» среду акустическим сигналом. Ультразвуковой уровнемер подходит для большинства жидкостей, в том числе вязких, а также для некоторых сыпучих продуктов (порошков, гранулятов).

Его точность обычно составляет порядка 0,5–1% от полного диапазона, а максимальная дальность измерения достигает 5–15 метров (в зависимости от модели).

Преимуществами ультразвуковой технологии являются сравнительно низкая цена и простота приборов. Монтаж и настройка ультразвукового датчика не вызывают сложностей – достаточно прикрепить трансмиттер наверху емкости и подключить питание. Кроме того, такой уровнемер не требует контакта с продуктом, что важно для чистоты и безопасности, а благодаря колебаниям мембраны излучателя ультразвуковые датчики обладают эффектом самоочистки поверхности и меньше подвержены образованию налипов.

Многие современные ультразвуковые уровнемеры оснащаются цифровыми индикаторами, защищены от перенапряжений, имеют прочный герметичный корпус (IP65/IP68) и выдерживают воздействие химически агрессивных паров.

Однако у ультразвукового метода есть и ограничения:

• Приборы чувствительны к внешним условиям, поскольку распространение звука зависит от среды. Например, значительные колебания температуры или давления воздуха в резервуаре могут влиять на точность измерений (хотя в большинстве устройств предусмотрена температурная компенсация).
• Парообразование. Сильная турбулентность или плотная пена на поверхности жидкости способны гасить или искажать ультразвуковой сигнал. По этой причине ультразвук обычно не применяют для кипящих жидкостей, и его возможности ограничены при измерении твёрдых сыпучих материалов – особенно крупнофракционных или сильно запыленных сред.
• Имеют большую «мертвую зону» вблизи датчика (несколько десятков сантиметров от излучателя, в которой измерение невозможно) и меньшую дальность по сравнению с радаром.

Тем не менее, в условиях, где среда не создаёт сильных акустических помех, ультразвук обеспечивает вполне достаточную точность и скорость отклика.

Эти приборы широко используются для контроля уровня воды, нефтепродуктов, сточных вод, растворов и других однородных жидкостей как в открытых, так и в закрытых резервуарах. За счёт более доступной цены ультразвуковой уровнемер нередко выбирают в качестве бюджетного решения для типовых задач измерения уровня.

Уровнемеры промышленных резервуарах и ёмкостях

Бесконтактные уровнемеры получили распространение практически во всех отраслях промышленности. Их устанавливают на резервуары, баки, цистерны и силосы самого разного назначения:

• В химической индустрии радарные датчики контролируют уровень кислот, щелочей и реагентов в технологических емкостях.
• В нефтегазовой отрасли без радарных уровнемеров не обходится ни одно хранилище нефти, бензина или сжиженного газа – они используются для учёта сырья и продуктов, сигнализации переполнения, управления насосами.
• На пищевых и фармацевтических предприятиях ультразвуковые и радарные уровнемеры обеспечивают измерение уровня в резервуарах с пищевыми жидкостями (масла, сиропы, молоко и пр.), а также контроль сырья в силосах (мука, сахар, зерно). Приборы, не контактирующие с самим продуктом, легче поддерживать в гигиеничном состоянии, они не нарушают санитарные требования.
• В энергетике и металлургии широко применяются волновые уровнемеры для сложных сред – например, для высокотемпературных расплавов, шлаков, угольной пыли.
• В системах водоснабжения и канализации ультразвуковые уровнемеры популярны благодаря простоте и надёжности: их ставят на водонапорные башни, отстойники, открытые каналы, колодцы.

Таким образом, уровнемеры в резервуарах любого типа позволяют автоматизировать контроль содержания и гарантировать безопасную работу оборудования. Правильно подобранный бесконтактный датчик обеспечит точное измерение уровня в вашей ёмкости независимо от её размеров и свойств продукта.

Для каждой емкости важно учесть ряд факторов – материал и агрегатное состояние продукта, высоту и форму резервуара, наличие внутри перегородок или мешалок, диапазон температур и давления. Например, уровнемер на ёмкость высотой 2–3 метра с водой можно выбрать ультразвуковой, а для 20-метрового силоса с цементом однозначно понадобится радарный датчик.

Опытные специалисты знают, какой тип прибора оптимален в том или ином случае, поэтому при решении нестандартных задач измерения уровня полезно проконсультироваться нашими экспертами по телефону или оставить заявку для обратной связи.

Купить уровнемер: цена и выбор

Компания «Измеркон» производит и поставляет различные приборы для измерения уровня, в том числе радарные и ультразвуковые уровнемеры. У нас можно купить радарный уровнемер для любого применения – от компактных датчиков для небольших емкостей до высокочастотных измерителей уровня для резервуарных парков.

Если нужна максимальная точность и стабильность при сложных параметрах среды, оправдано приобретение современного радарного прибора. Для типовых же задач (например, воды в баке атмосферного давления) достаточно будет ультразвукового уровнемера.

Стоимость определяют характеристики модели – рабочий диапазон, наличие взрывозащиты, частота радара, материал антенного окна и прочие опции. Мы ориентируемся на потребности заказчика и помогаем подобрать оптимальный датчик уровня под конкретную задачу.

Актуальные цены доступна по телефону – свяжитесь с нами, и мы оперативно проконсультируем по наличию, стоимости и условиям доставки.

Инженеры компании готовы ответить на любые вопросы и обеспечить техническую поддержку при монтаже и настройке прибора. С современными бесконтактными уровнемерами контроль уровня в резервуарах становится простым, точным и надежным.