20-3. Приборы для измерения уровня сыпучих тел
Для непрерывного дистанционного измерения уровня сыпучих тел применяют уровнемеры, снабженные вторичными приборами. Из числа рассмотренных выше приборов для дистанционного измерения уровня сыпучих тел с постоянной влажностью применяют электронные емкостные индикаторы уровня Для измерения уровня сыпучих тел выпускают и другие типы емкостных уровнемеров [75]. Отметим, что емкостные приборы на ТЭС не обеспечивают необходимой надежности измерения уровня угля и пыли в бункерах и распространения не получили.
В некоторых отраслях промышленности, в частности химической, находят применение весовые измерители уровня или массы сыпучего материала в бункере [86]. В качестве преобразователя в этих уровнемерах используется мессдоза, которая является опорой одной из лап бункера. Мессдоза имеет стальной корпус с поршнем, герметизированным металлической мембраной. Мессдоза, соединительная линия и внутренняя полость трубчатой пружины
манометра заполнены жидкостью. Измеряемое давление в мессдозе манометром равно силе тяжести бункера с находящимся в нем материалом, деленной на площадь поршня.
В весовых уровнемерах кроме мессдозы применяют и более совершенные магнитоупругие преобразователи, которые обеспечивают более высокую точность измерения. Для преобразования силы тяжести бункера с заполняющим его материалом в электрический сигнал магнитоупругие преобразователи устанавливают под опорами его. Действие этих преобразователей основано на изменении магнитной проницаемости стальной пластины преобразователя при упругой механической деформации.
Рис. 20-3-1. Принципиальная схема весового уровнемера с магнитоупругими преобразователями.
Рис. 20-3-2. Кинематическая схема электромеханического уровнемера.
Принципиальная электрическая схема весового уровнемера для измерения массы материала в бункере с использованием магнитоупругих преобразователей приведена на рис. 20-3-1. Здесь в качестве измерительной схемы используется неуравновешенный мост, где постоянные резисторы плеч моста; РМП - рабочий магнитоупругий преобразователь; КМП - компенсационный магнитоупругий преобразователь; резистор для установки указателя вторичного прибора на начальную отметку; В — выпрямитель; ВП - вторичный прибор; СН - стабилизатор напряжения. В реальном весовом уровнемере в плече РМП моста находятся четыре последовательно соединенных магнитоупругих преобразователя. В качестве вторичного прибора могут быть использованы рассмотренные выше милливольтметры и автоматические потенциометры
Для дистанционного измерения и сигнализации уровня сыпучих материалов в некоторых отраслях промышленности находят применение радиоактивные уровнемеры типа и УДАР-5 [75, 77].
Вследствие отсутствия необходимых технических средств на ряде ТЭС для измерения уровня угольной пыли в бункерах используются несерийные электромеханические (лотовые) уровнемеры. Несмотря на недостатки этих уровнемеров
при дальнейшем их усовершенствовании и промышленном изготовлении они могут полностью обеспечить измерение уровня пыли в бункерах на ТЭС и автоматизацию их загрузки.
В качестве примера рассмотрим один из вариантов электромеханического (лотового) уровнемера, используемого на ТЭС [87]. Кинематическая схема этого уровнемера приведена на рис. 20-3-2. Здесь 1 — электронное реле; 2 - магнитный пускатель; электродвигатель колонки дистанционного управления реостатный преобразователь; 5 — вторичный прибор; 6 — рычажный механизм; 7 — кулачок; 8 — червячная пара; 9 — шкив из изоляционного материала, закрепленный на оси редуктора КДУ вместо штурвала для ручного управления; 10 — трос, намотанный на шкив, на свободном конце которого подвешен металлический груз; И — скользящий контакт; 12 — груз.
При включении уровнемера в работу электронное реле с помощью магнитного пускателя замыкает цепь питания электродвигателя. Вал электродвигателя, кинематически связанный со шкивом, вращаетего в направлении, при котором груз опускается. Как только груз придет в соприкосновение с угольной пылью, в электронном реле происходит переключение цепей, управляющих магнитным пускателем. Вследствие этого электронное реле разрывает цепь питания первой обмотки магнитного пускателя, а следовательно, и цепь питания электродвигателя. Затем электронное реле замыкает цепь питания второй обмотки магнитного пускателя, который включает в работу электродвигатель. Вал электродвигателя приводит в действие шкив, который, вращаясь в обратном направлении, поднимает груз. Опускание и подъем груза осуществляются через каждый 6 мин. Таким образом, этот уровнемер является периодически действующим с определенным интервалом времени.
Перемещение груза, пропорциональное уровню пыли в бункере, преобразовывается посредством червячной пары, кулачка, рычажного механизма и реостатного преобразователя в напряжение, которое измеряет вторичный прибор. Шкала вторичного прибора может быть отградуирована в единицах, удобных для контроля уровня угольной пыли в бункере.