Датчик уровня для химически агрессивных сред ОВЕН ПДУ-4. 1

Датчик уровня для химически агрессивных сред ОВЕН ПДУ-4.1

Сигнализатор устанавливается вертикально на емкость (в отверстие) и затягивается с помощью болтового соединения и уплотнительной шайбы. По достижении подвижным поплавком крайнего верхнего положения замыкается контакт геркона и происходит срабатывание (размыкание электрической цепи). При перемещении поплавка до крайнего нижнего положения контакты геркона размыкаются. Таким образом контролируется уровень жидкости в емкости.

Есть возможность изменить тип контакта (нормально-открытый или нормально-закрытый). Для этого необходимо снять с датчика стопорное кольцо, снять со штока поплавок и перевернуть его. Затем установить назад поплавок и стопорное кольцо.

Области применения

Сигнализаторы уровня ОВЕН ПДУ-4.1 могут работать при температурах от -10 до +85 °С при избыточном давлении рабочей среды до 0,4 МПа. Благодаря стойкости корпуса к химически активным веществам сигнализатор может применяться в производстве моющих средств, удобрений, фармацевтической и химической промышленности, системах водоочистки и т.д.

Примеры работы ПДУ-4.1 при управлении насосами

Краткая сравнительная таблица с другими моделями линейки датчиков уровня

ПДУ-1.1, ПДУ-2.1, ПДУ-3.1

Электрические параметры

Количество сигнализируемых
уровней

Максимальная коммутируемая
мощность, Вт

Максимальный
коммутируемый ток, А

Средняя наработка на отказ
при правильной эксплуатации

Конструктивные параметры

Расположение оси крепежного
отверстия датчика в резервуаре

Горизонтальное (ПДУ-1.1),
вертикальное (ПДУ-2.1, ПДУ-3.1)

Максимальная длина штока
до нижнего уровня, мм

3000 (ПДУ-1.1),
2500 (ПДУ-2.1, ПДУ-3.1)

Плотность измеряемой
среды, г/см 3

0,70 (ПДУ-1.1, ПДУ-2.1),
0,66 (ПДУ-3.1)

Температура
контролируемой среды, °С

Давление контролируемой
среды, МПа

1,6 (ПДУ-1.1, ПДУ-2.1),
4 (ПДУ-3.1)

Материал рабочей
части датчика

Сталь 12Х18Н10Т
или AISI 316

Полипропилен (корпус),
неопрен (кабель)

Степень защиты
по ГОСТ 14254

Длина кабельного
вывода, м

Значение кратное 1,
минимальная длина 3

Технические характеристики

Электрические параметры

Коммутируемая мощность, не более

Коммутируемое напряжение постоянного тока, не более

Коммутируемый ток, не более

Пробивное напряжение постоянного тока, не менее

Контактное сопротивление в замкнутом состоянии, не более

Сопротивление изоляции, не менее

Конструктивные параметры

Расположение оси крепежного отверстия датчика в резервуаре

Диаметр отверстия под крепление

Материал корпуса датчика и поплавка

Степень защиты по ГОСТ 14254

Характеристики надежности

Средняя наработка на отказ, не менее

10 6 срабатываний

Срок службы, не менее

Условия эксплуатации

Температура рабочей среды

Давление рабочей среды, не более

Плотность рабочей среды, не менее

Сравнительная таблица химической сопротивляемости к химическим веществам*

Датчики уровня для агрессивных жидкостей

Каталог емкостных сигнализаторов – датчиков уровня Balluff, IFM Electronic, EGE-Elektronik, Pepperl+Fuchs для воды и других жидкостей (в том числе агрессивных), вязких и сыпучих материалов, гранул и т.п. для детектирования граничных значений уровня в различных отраслях промышленности, коммунальном хозяйстве.

Применение: пищевая промышленность, вода, жидкости на водной основе. Длина зонда: 11 мм. Температура измеряемой среды: -40. +100 °C, кратковременно до + 150 °C . Подключение к процессу: G ½. Максимальное давление: 40 бар. Выходной сигнал: 2xPNP/NPN NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса в контакте со средой: PEEK. П итание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin. Сертификаты: 3A, EHEDG, FDA.

Применение: пищевая промышленность, масла, маслянистые среды и сыпучие вещества. Длина зонда: 11 мм. Температура измеряемой среды: -40. +100 °C, кратковременно до + 150 °C . Подключение к процессу: G ½. Максимальное давление: 40 бар. Выходной сигнал: 2xPNP/NPN NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса в контакте со средой: PEEK. П итание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin. Сертификаты: 3A, EHEDG, FDA.

Применение: пищевая промышленность, вода, жидкости на водной основе и жирные, вязкие среды. Длина зонда: 11 мм. Температура измеряемой среды: -40. +85 °C, кратковременно до + 150 °C . Подключение к процессу: G ½. Максимальное давление: 40 бар. Выходной сигнал: 2xPNP/NPN NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса в контакте со средой: PEEK. П итание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin. Сертификаты: 3A, EHEDG, FDA.

Применение: сухие сыпучие материалы, пластиковые гранулы . Температура измеряемой среды: до +2 50 °C . Корпус: М30×1,5. Выходной сигнал: PNP NO/NC. Материалы корпуса в контакте со средой: пластмасса PPS, латунь, покрытие белой бронзой. П итание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Применение: жидкости и сухие сыпучие материалы . Температура чувствительной поверхности: -25. +80 °C . Корпус: М30×1,5. Выходной сигнал: PNP NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса: нерж. сталь V4A (1.4404), пластмасса PBT. П итание: 10. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Применение: жидкости и сыпучие материалы через неметаллическую стенку емкости . Температура чувствительной поверхности: -25. +80 °C . Корпус: прямоугольный, 48x20x14 мм. Выходной сигнал: PNP NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Материалы корпуса: пластмасса PBT. П итание: 10. 30 V DC. Подключение: кабель PVC, 2 метра.

Датчики уровня для агрессивных жидкостей могут применяться в среде хлоридов железа, серной, фосфорной, муравьиной, лимонной кислот и др. агрессивных веществ. Все соприкасающиеся с жидкостями части уровнемеров защищены фторопластовым покрытием, стойким к длительному воздействию агрессивных жидкостей.

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня. Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы. Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

• Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
• Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
• Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело – измерять высоту питьевой воды в баке, другое – проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

• поплавочного типа;
• использующие ультразвуковые волны;
• устройства с емкостным принципом определения уровня;
• электродные;
• радарного типа;
• работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

• Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
• Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

• излучается ультразвуковой импульс;
• принимается отраженный сигнал;
• анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

• Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
• Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
• Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
• Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
• Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
• Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи. Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении. Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.

Схема управления водозабоным насосом

Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня – на замыкание, максимального – на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

Датчики уровня для агрессивных жидкостей

Разделы брошюры «Обзор продукции» представлены в виде отдельных файлов PDF для загрузки:

Радарные уровнемеры VEGAPULS применяются для бесконтактного измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов в широком спектре условий процесса, включая высокие давления и температуры. Уровнемеры могут использоваться на различных, в том числе агрессивных, жидкостях, а также пригодны для применений с самыми высокими гигиеническими требованиями. Датчики надежно измеряют уровень легких и тяжелых сыпучих сред в условиях сильного пылеобразования, шума, накопления осадка продукта или конденсата.

Микроволновые уровнемеры VEGAFLEX применяются для измерения уровня и раздела фаз жидкостей и уровня сыпучих продуктов в широком спектре условий процесса, включая высокие давления и экстремальные температуры. Уровнемеры могут использоваться на различных жидкостях, в том числе агрессивных, а также при самых высоких гигиенических требованиях применения. Датчики надежно измеряют уровень легких и тяжелых сыпучих продуктов в условиях сильного пылеобразования, шума, налипания продукта или конденсата.

Емкостные уровнемеры VEGACAL применяются для измерения уровня на жидкостях и сыпучих продуктах при стабильных электрических условиях измерения. Уровнемеры с полностью изолированным зондом надежно работают на электропроводящих, агрессивных, а также очень липких жидкостях. Для сыпучих продуктов, как правило, используются частично изолированные зонды.

Ультразвуковые датчики VEGASON применяются для бесконтактного измерения уровня жидких и сыпучих продуктов при простых и стабильных условиях измерения. Типичное применение – измерение уровня жидкостей в резервуарах-хранилищах и открытых бассейнах, а также уровня сыпучих продуктов в небольших емкостях и открытых контейнерах.

Вибрационные сигнализаторы уровня VEGASWING применяются для защиты от переполнения или сухого хода на жидкостях. Сигнализаторы могут также использоваться в системах, связанных с безопасностью, до уровня полноты безопасности SIL2. Специальные материалы и покрытия позволяют применять сигнализаторы в агрессивных средах.

Вибрационные сигнализаторы уровня VEGAVIB применяются для защиты от переполнения и сигнализации опорожнения в силосах и бункерах, например на пластиковых гранулах, таблетках или нелипких порошках, в том числе в системах, связанных с безопасностью, до уровня полноты безопасности SIL2.

Вибрационные сигнализаторы уровня VEGAWAVE применяются для защиты от переполнения и сигнализации опорожнения на силосах и бункерах с порошкообразными или мелкозернистыми сыпучими средами, такими как мука, цемент, песок, мелкие пластиковые гранулы, мелкий гравий или пенополистирол. Сигнализаторы также могут применяться в системах, связанных с безопасностью, до уровня полноты безопасности SIL2.

Емкостные сигнализаторы предельного уровня VEGAPOINT и VEGACAP применяются на однородных жидкостях и сыпучих продуктах в емкостях и трубопроводах. Емкостные сигнализаторы могут использоваться для защиты от переполнения или сухого хода, а также для обнаружения пены и уровня раздела жидких сред, таких как нефть/вода.

Микроволновые сигнализаторы VEGAMIP применяются для бесконтактной сигнализации уровня различных сыпучих продуктов и жидкостей. Датчики надежно работают на тяжелых и пыльных средах в емкостях и на ленте транспортера. Возможна также сигнализация уровня высокочистых жидкостей через стенку емкости.

Кондуктивные сигнализаторы уровня VEGAKON применяются на проводящих жидкостях в емкостях и трубопроводах для защиты от переполнения или сухого хода, а также для управления насосом.

Преобразователи и сигнализаторы давления VEGABAR применяются для измерения и контроля давления и уровня жидкостей, газов и паров в любых отраслях промышленности при различных стандартных и специальных условиях процесса, в том числе на агрессивных средах, во взрывоопасных зонах или при гигиенических требованиях. Датчики обеспечивают надежное измерение относительного или абсолютно- го давления на процессах с образованием конденсата или быстрыми изменениями температуры. Разнообразно применение преобразовате- лей давления для измерения гидростатического уровня на жидкостях и шламах. Система из двух любых преобразователей VEGABAR 80 может использоваться для электронного измерения разности давлений.

Преобразователи гидростатического давления VEGAWELL и VEGABAR применяются для измерения уровня и имеют специально разработанные исполнения для жидких сред с разнообразными свойствами. Дополнительно возможно измерение температуры.

Преобразователи дифференциального давления VEGADIF применяются для различных измерительных задач, включая измерение уровня жидкостей в емкостях под давлением, контроль давления на фильтрах и насосах, а также измерение расхода на газах, парах и жидкостях (в сочетании с датчиком активного давления). Диапазон применений датчика шире с изолирующими диафрагмами CSS или CSB. С изолирующей диафрагмой с обеих сторон датчик может также применяться для измерения межфазного уровня и плотности.

Радиометрические датчики типа PROTRAC обеспечивают точное измерение на процессах с экстремально высокими температурами и давлениями или агрессивными средами. Датчики надежно измеряют уровень, раздел фаз, плотность, массовый расход, а также сигнализируют предельный уровень без контакта с измеряемой средой. Радиометрия – решение для условий за пределами возможностей иных принципов измерения.

Параметрирование датчиков и индикация измеренных значений. Визуализация и контроль измеренных значений может также осуществляться через Интернет посредством VEGA Inventory System.

Вместе с подключенными датчиками управляющие устройства применяются для решения разнообразных измерительных задач, включая измерение уровня заполнения и высоты уровня воды, разности давлений, давления процесса, межфазного уровня и температуры.

Устройства могут применяться в любых условиях, где требуется выполнение Ex-требований. Устройства обеспечивают питание датчиков и гальваническую развязку от подключенного контроллера или системы управления.

Устройства беспроводной связи применяются при необходимости передачи измеренных значений с удаленных мест измерения или подвижных емкостей в центр сбора данных. Поэтому эти устройства идеально применимы с программным обеспечением для автоматического контроля запасов VEGA Inventory System. Устройства также обеспечивают возможность удаленной настройки и диагностики датчиков.

Уровнемеры и датчики уровня (измерители-сигнализаторы уровня)

Уровнемеры серии ИСУ в комплекте с датчиками уровня, моноблочный уровнемер ПУМА100 предназначены для контролиря текущего уровня практически любых жидких и сыпучих сред в резервуарах, танках, силосах и т.п. стационарных установках. В дополнение к контролю текущего уровня, уровнемеры позволяют контролировать предельные уровни среды (н.п. нижний и верхний), которые задаются (программируются) пользователем.

Уровнемеры расчитаны на работу при высокой температуре и давлении, надежно работают в агрессивных средах.

Сводная таблица характеристик уровнемеров

Применение емкостных уровнемеров ИСУ и ПУМА

КОНТАКТ-1 выпускает широкий спектр уровнемеров – радарные уровнемеры БАРС (бесконтактные датчики уровня) и емкостные уровнемеры жидкости и сыпучих материалов (измерители уровня).

Емкостные уровнемеры в комплекте с датчиками уровня предназначены для измерения уровня жидкости или для измерения уровня сыпучих материалов. В зависимости от типа уровнемера и датчиков уровня уровнемер может быть одно, двух или восьмиканальным.

Помимо измерения уровня, уровнемеры выполняют функции сигнализатора уровня. По каждому каналу можно задать уставки для контроля верхнего и нижнего уровня.

Уровнемер ИСУ100И (измеритель уровня) в комплекте с одним датчиком уровня предназначен для измерения уровня жидкости и сыпучих продуктов в одной точке. Емкостной уровнемер ИСУ100МИ с двумя датчиками уровня позволяет измерять уровень в двух точках и контролировать предельные уровни по каждой точке измерения уровня. Восьмиканальный уровнемер ИСУ2000И – измерение уровня в восьми точках и контроль уровня по двум уставкам на канал.

Одноканальный емкостной уровнемер ИСУ100И и двухканальный уровнемер ИСУ100МИ имеют встроенную индикацию измеряемого уровня, а так же возможность программирования уставок контроля уровня с клавиатуры.

Уровнемер ПУМА100 имеет моноблочную структуру (т.е. является датчиком измерения уровня) и предназначен для измерения и контроля уровня в одной точке.

Датчики уровня входящие в комплект уровнемеров ИСУ предназначены для измерения уровня жидкости и для измерения уровня сыпучих материалов, а также контроля уровня жидкости и сыпучих материалов.

Уровнемеры производства КОНТАКТ-1 можно использовать вместо поплавкового датчика уровня или датчика реле уровня, в частности датчика реле уровня РОС, при этом емкостные датчики уровня надежнее и практичнее поплавкового датчика уровня, т.к. при контроле уровня не происходит залипание поплавка, ввиду отсутствия такового. Емкостные датчики уровня могут применяться, например, как датчик уровня воды или в общем случае как датчик уровня жидкости, а также как датчик уровня сыпучих материалов различного характера.

В каталоге наиболее подробно представлен весь ассортимент выпускаемой продукции: датчики уровня и сигнализаторы уровня, емкостные уровнемеры и радарные уровнемеры, датчики скорости, датчики температуры, термоподвески и система термометрии, автоматизированные системы и контроллеры.

Если Вас интересуют только измерители-сигнализаторы уровня, то Вы можете скачать выборку из каталога только по емкостным уровнемерам.

Емкостные уровнемеры ИСУ могут применяться как:
— датчик измерения уровня (измеритель уровня)
— датчик контроля уровня (сигнализатор уровня)
— измеритель уровня емкости
— измеритель верхнего уровня