Главная > Новости > Измерение уровня гидростатическим методом

Измерение уровня гидростатическим методом

Описание измерения уровня гидростатическим методом на основе оборудования «Aplisens».

Компания APLISENS (Республика Польша) работает на рынке Республики Беларусь с 2001 года, совместно с компанией ООО «НПЦ «Европрибор». Уже более 10-ти лет «НПЦ «Европрибор» известен поставками оборудования КИПиА и сопутствующей электротехнической продукции.

Если в начале своей деятельности предприятие специализировалось на поставках преобразователей давления торговой марки «APLISENS» (из Польши), то по истечении десятка лет сфера деятельности значительно расширилась. Поставка датчиков давления по-прежнему является приоритетным направлением с тем лишь отличием, что их производством в настоящее время занимается белорусский производитель СООО «АПЛИСЕНС».

 С 2013 года оборудование торговой марки APLISENS, выпускаемое на предприятии в г. Витебске обладает исключительным для республиканского рынка сроком гарантии − 10 лет, а межповерочный интервал составляет шесть лет. Следует отметить, что такие беспрецедентные сроки − наилучшее доказательство уверенности сотрудников предприятия в своей работе, а решение об увеличении этих сроков принималось по результатам положительных отзывов эксплуатирующих предприятий и региональных Центров стандартизации и сертификации.

Номенклатура изготавливающихся преобразователей давления, помимо решения обычных для данного типа приборов задач по измерению собственно давления, позволяет также применять их для контроля уровня и плотности. Гидростатический метод во многих случаях оказывается более рациональным выбором по сравнению с бесконтактными, микроволновыми или емкостными принципами измерений. Сочетание надежности и приемлемой стоимости этого варианта в некоторых случаях делает его и вовсе безальтернативным.

Кто-то может возразить (и вполне резонно), что прямой контакт с измеряемой средой уже накладывает существенные ограничения на использование преобразователей давления для измерения уровня: температура, химическая агрессивность, абразивность и вязкость среды − параметры, существенно затрудняющие измерение и сокращающие срок службы приборов. Однако и для сложных применений у специалистов СООО «АПЛИСЕНС» есть, что ответить таким скептикам.

Рассмотрим несколько примеров, представляющих наиболее часто встречающиеся задачи.

 Измерение уровня в открытом резервуаре. Казалось, чего уж проще − врезаем датчик давления в боковую стенку емкости, чуть выше уровня возможного осадка (но ни в коем случае не в подводящие или отводящие трубопроводы) и получаем точный и надежный уровнемер для чистой воды или схожей по консистенции жидкости при невысоких температурах (до 80-ти градусов).

Технологическое подключение в этом случае фактически представляет собой чувствительный элемент в специальном штуцере, исполнение которого позволяет без лишнего монтажного оборудования решать проблемы гигиенического присоединения, повышенной температуры (радиатор RM) или загрязненной жидкости (штуцер типа Р с большим диаметром входного отверстия). Например, тип штуцера СМ30х2 активно используется на молочных комбинатах (измерение уровня молока в танках хранения), спиртзаводах (контроль уровня браги) и т.д.

В случае необходимости измерения более «сложных» жидкостей (повышенная вязкость и температура, возможность застывания, большая степень загрязнения, химическая агрессивность или необходимость гигиенического соединения) СООО «АПЛИСЕНС» предлагает потребителям большой выбор технологических подключений и мембранных разделителей.

Номенклатура, соответствие мировым стандартам и гигиеническим нормам, разнообразие вариантов подключения и материалов мембранных разделителей решают 99 % всех задач (по крайней мере, из тех, с которыми нам приходилось сталкиваться).

Однако, кроме стандартных исполнений, предлагаемых множеством производителей, СООО «АПЛИСЕНС» может предложить потребителям и несколько достаточно эксклюзивных моделей: NORD-для измерения давления (уровня)в процессах с высокими температурами измеряемой среды (до 330 градусов) при низких температурах окружающей среды (до -50 градусов); S-Wash − с возможностью промывки мембраны; S- Битум — для измерения уровня битума (вязкая, застывающая среда с температурой в рабочий период до 200 градусов), используемого дорожными службами.

Для битума конструкторами СООО «АПЛИСЕНС» была разработана конструкция, использующая воздушную подушку для передачи давления от горячей среды к чувствительному элементу преобразователя, защищая его тем самым от высокой температуры и обеспечивая хорошую точность измерений.

Измерение уровня жидкости в скважине. В отличие от резервуаров, описанных выше, врезать преобразователь давления в скважину или приямок (впрочем, как и в любую емкость, зарытую в землю) весьма проблематично. Гидростатический метод измерения в такой ситуации может быть реализован в виде погружного зонда глубины типа PC-SG-25. Линейка этих приборов позволяет решать задачи по измерению уровня до 500 метров. Небольшой диаметр зонда − 25 мм − позволяет использовать их для отслеживания статического и динамического уровней воды в артезианских скважинах.

Для особо тонких скважин есть и более тонкие зонды PC-SG-16 − их диаметр составляет 16 мм.
Городским водоканалам и ЖКХ интересно измерение уровня на КНС — для этого мы предлагаем преобразователи PC-SG-25S с широкой лицевой мембраной, предназначенные для измерения сточных вод. Специальные исполнения зондов также включают датчики с вынесенной электроникой (для измерения уровня горячих сред с температурой до 120 градусов, например, мазута), с индикатором, а также зонды с корпусом из титана для измерения уровня кислот.

Измерение уровня в закрытых емкостях (под избыточным давлением). Физический принцип измерения уровня при наличии избыточного давления − вычитание значения избытка из суммарного давления в емкости на высоте нижней точки отбора, жидкости. Для реализации этого принципа на практике успешно применяются преобразователи разности давлений, т.к. согласно физической модели достаточно двух точек отбора давления: верхняя (минусовая, отрицательная) − для контроля избыточного давления газовой (паровой) фазы, и нижняя (плюсовая, положительная) − для снятия суммарного давления газовой фазы и гидростатического давления столба. Номенклатура таких преобразователей, производимых СООО «АПЛИСЕНС» широка, однако, в применении к измерению уровня основные различия заключаются в способе технологического подключения.

Рассмотрим их на примере интеллектуальных преобразователей типа APR-2000 (не рекомендуется измерение уровня в емкостях под давлением при помощи аналоговых датчиков). Следует также отметить, что все промышленные объекты, работающие под давлением, относятся к зоне внимания Госпромнадзора, поэтому при разработке проекта по измерению уровня нужно обращаться к соответствующим нормативным документам для безопасной организации всех коммуникаций.

Первый тип технологического подключения — тип Р. Предназначен для прямого присоединения к импульсам давления посредством приварных ниппелей. Учитывая небольшую массу преобразователя с таким типом присоединения, можно не предусматривать специальные устройства крепления датчика на стене или трубе, а монтировать его.

Это самый бюджетный вариант с вытекающими из этого последствиями: статическое давление не превышает 4 МПа, а всю запорную арматуру (подающие вентиля и уравнивающие) потребителю придется собирать отдельной сварной конструкцией.

Второй тип − тип С − фланцевое соединение, аналогичное большинству преобразователей перепада давления, использующихся на белорусских предприятиях (Метран-15С)СО, АИР-20-ДД и т. д.). Соединение удобно тем, что допускает прямой монтаж к вентильному блоку, что в значительной мере упрощает установку датчика на объекте − достаточно подвести импульсные (а при необходимости, еще и дренажные) линии к блоку. Еще одним преимуществом такого типа присоединения является возможность работы с высоким статическим давлением − до 25 МПа (опционально до 40 МПа).

Третий тип подключения выделен в отдельную модификацию − APR-2200. Этот датчик предназначен для подключения к емкости посредством мембранных разделителей, причем один или оба разделителя могут быть дистанционными − давление от разделителя к соответствующей камере преобразователя передается через капилляр, заполненный специальным маслом. Применение капилляров и разделителей позволяет избавить измерительную систему от неприятностей, возможных для обычного метода подключения датчика при помощи стальных импульсных линий: промерзание или засорение линии, застывание самой измеряемой среды или контакт чувствительного элемента преобразователя с химически агрессивной измерительной средой. Применение разделителей позволяет прибору быть более гибким с точки зрения подключения к процессу: это может быть и резьбовое соединение, и фланцевое и гигиеническое.

Четвертый тип технологического подключения также выделен в отдельную модификацию − APR-2000Y. Этот прибор является уникальным и был разработан для нужд предприятий газовой отрасли Республики Беларусь, занимающихся хранением сжиженного газа. Необходимость его разработки обусловлена конструкцией емкостей в парках хранения — эти емкости предполагают наличие установочных мест для приборов КИПиА (в том числе и уровнемеров) только сверху, что, казалось, исключает саму применимость гидростатического метода (т.к. нет очевидной возможности снять суммарное давление паровой и жидкой фазы).

Этот факт, в свою очередь, открывает дорогу другим методам − радарным и поплавковым. Но инженерами СООО «АПЛИСЕНС» была разработана такая конструкция, которая позволила решить данную проблему и оснастить большое количество ГНС приборами именно нашего производства. И хотя уровнемер был разработан для сжиженного газа, он может работать с любыми жидкостями в диапазоне плотностей до 2 ООО кг/м^З. Прямым показанием к применению этого типа преобразователя является невозможность реализации измерения уровня в емкости при помощи традиционных преобразователей разности давления, (подземная ёмкость или с газом)

В заключении хотелось бы добавить, что СООО «АПЛИСЕНС» − организация, которая постоянно развивается, разрабатывает новые направления и оборудование. Если Вы не знаете, как можно решить ту или иную задачу по уровнеметрии − обратитесь к нам: возможно, Ваша задача станет нашим новым решением.

Ведущий технический специалист СООО «АПЛИСЕНС» Трепашкин Денис