Metode pentru Măsurarea Nivelelor Fluidelor

1.1. Tipuri de nivelmetre

1.1.1. Aparate cu citire directă

Sticla de nivel, se montează e partea laterală a recipientului şi funcţionează pe principiul vaselor comunicante (figura 1.1. a).

Tija de nivel, se introduce în lichid şi prin scoatere se constată porţiunea pe care a fost udată, respectiv nivelul. O variantă constructivă constă dintr-o bandă sau un fir gradat la capătul căruia se află o greutate al cărui contact cu suprafaţa lichidului poate fi stabilit vizual (figura 1.1, b).

Orificiul sau robinetul de control se montează în peretele lateral al recipientului. Prin deschidere se constată dacă lichidul este la nivelul respectiv. Dacă se urmăreşte o singură limită, se montează un singur robinet (figura 1.1, c).

a. b. c.

Fig. 1.1. Aparate cu citire directă

a - sticlă de nivel; b - tijă de nivel; c - robinetul de control

1.1.2. Nivelmetre hidrostatice

Manometru cu citire directă a presiunii hidrostatice. Cunoscând presiunea şi densitatea lichidului se poate determina înălţimea coloanei (figura 1.2, a).

Manometru diferenţial. În cazul în care recipientul este sub presiune, prin utilizarea manometrului diferenţial se compensează presiunea de la suprafaţa lichidului, citindu-se direct presiunea hidraulică (figura 1.2, b).

Manometru cu clopot cu membrană flexibilă. O cutie având un perete realizat dintr-o membrană este racordată la un manometru. Aerul închis în sistem este comprimat prin membrană corespunzător presiunii hidrostatice, valoarea indicată fiind funcţie de nivel (figura 1.2, c).

Manometru cu sondă de barbotare. Este necesară o conductă cu aer sau un alt gaz sub presiune. Se măsoară presiunea necesară barbotării aerului, deci indirect nivelul lichidului. În cazul recipientelor sub presiune, se măsoară un manometru diferenţial cu al doilea braţ racordat la spaţiul de vapori (figura 1.2, d).

a. b. c. d.

Fig. 1.2. Nivelmetre hidrostatice

a - manometru cu citire directă; b - manometru diferenţial; c - manometru cu clopot cu membrană flexibilă; d - manometru cu sondă de barbotare

Manometru cu capsulă elastică. Aerul comprimat introdus acţionează asupra membranei metalice (deformată proporţional cu presiunea hidrostatică) şi apoi este evacuat printr-un ajutaj de ieşire (figura 1.3, a).

Vană de reglare acţionată automat. Elementul elastic care echilibrează presiunea hidrostatică poate fi reglat astfel că deschiderea să aibă loc la o înălţime limită impusă a lichidului (figura 1.3, b).

Plutitor şi tijă. Plutitorul se află în interiorul vasului, deplasarea sa fiind transmisă, printr-o tijă mecanismului indicator. Plutitorul poate fi amplasat şi lateral faţă de recipient, în genul sticlei de nivel, într-un vas racordat în punctele limită de măsurare cu recipientul principal (figura 1.3, c).

Plutitor cu bandă sau lanţ. Plutitorul poate fi sferic sau de orice altă formă şi este legat cu o bandă sau un lanţ la un dispozitiv rotativ de înfăşurare situat deasupra lichidului, care este şi indicatorul aparatului (figura 1.3, d).

Plutitor cu transmisie magnetică. Se realizează fie în varianta cu plutitor sferic amplasat lateral, fie în varianta cu plutitor şi bandă şi lanţ.

a. b. c. d.

Fig. 1.3. Nivelmetre hidrostatice

a - manometru cu capsulă elastică; b - vană de reglare acţionată automat; c - plutitor şi tijă; d - plutitor cu bandă sau lanţ

1.1.3. Nivelmetre cu imersor

Greutatea aparentă a corpului dezlocuitor este funcţie de înălţimea imersată. Transformarea variaţiei greutăţii aparente a imersorului în unităţi de nivel se face de obicei printr-o metodă de opoziţie (echilibru de forţe) (figura 1.4). Fig. 1.4. Nivelmetru cu imersor

1.1.4. Nivelmetre termice

Element cu ţeavă de dilatare. Se foloseşte o ţeavă înclinată racordată la spaţiile de lichid şi de vapori ale fierbătorului. Temperatura medie a acestei ţevi variază funcţie de nivelul lichidului; variaţia lungimii ţevii, funcţie de dilatare, permite indicarea nivelului (figura 1.5, a).

Element termo-hidraulic. Similar celui cu ţeavă de dilatare, conţine în plus un manşon în lungul ţevii. Nivelul apare ca funcţie de presiunea lichidului din acest manşon închis, presiune care depinde d temperatura

medie a ţevii (figura 1.5, b).