Поплавковые датчики уровня очень популярны и хорошо зарекомендовали себя в различных областях промышленности. Компания ОВЕН производит эти устройства уже на протяжении 11 лет. В статье подробно рассказано о линейках поплавковых сигнализаторов и уровнемеров в ассортименте датчиков ОВЕН, рассмотрены главные особенности и преимущества их применения. Показано, что поплавковый метод измерения уровня оптимален и одновременно надежен.
Поплавковые сигнализаторы ПДУ
Поплавковые сигнализаторы уровня ПДУ (реле уровня) – это устройства, предназначенные для сигнализации уровня жидких сред (рис. 1). Такие датчики имеют выходной сигнал типа «сухой контакт», который изменяет свое состояние с помощью воздействия магнитного поплавка на встроенный геркон.
Рис. 1. Поплавковые сигнализаторы уровня ПДУ‑1, ПДУ‑2 и ПДУ‑3
Датчики ПДУ‑1, ПДУ‑2 и ПДУ‑3 изготавливаются из нержавеющих сталей 12Х18Н10Т и AISI 316L и служат для сигнализации от одного до трех уровней жидких сред, таких как вода, молоко, масло, химические растворы, топливо и светлые нефтепродукты. Каждый датчик производится под заказ, а значит, есть возможность выбрать тип монтажа (горизонтальный или вертикальный), длину датчика (до 3 м), количество поплавков (от одного до трех), тип контакта (нормально-замкнутый или нормально-разомкнутый), расстояние между поплавками и длину кабельного вывода (до 100 м).
Для взрывопожароопасных применений изготавливаются взрывозащищенные исполнения датчиков ПДУ-Ех со взрывозащитой типа «искробезопасная цепь» 0 Exia IIC T4 Х по ГОСТ 31610.11 (IEC 60079-11:2011), прошедшие сертификацию. Значок «Х» в конце маркировки взрывозащиты датчиков ПДУ-Ex означает, что подключение к внешним цепям должно производиться через барьеры искрозащиты с искробезопасными параметрами, имеющие действующие сертификаты соответствия требованиям ТР ТС 012/2011. Именно таким и является барьер искрозащиты ОВЕН ИСКРА-СК (рис. 2).
Рис. 2. Барьер искрозащиты ИСКРА-СК для сигнализаторов уровня ПДУ-Ех
Буквы «СК» в наименовании прибора означают «сухой контакт», как и название типа выходного сигнала датчиков ПДУ-Ех. Именно для совместного использования с ними и предназначено это устройство. Барьер искрозащиты ИСКРА-СК обеспечивает безопасное подключение сигнализаторов ПДУ-Ех к вторичным устройствам в соответствии с регламентом взрывоопасных зон, ограничивая напряжение и ток в цепи до искробезопасных значений (рис. 3).
Рис. 3. Подключение сигнализаторов ПДУ-Ех через барьер искрозащиты ИСКРА-СК
Поплавковые сигнализаторы ПДУ-Н
Совсем скоро арсенал измерительного оборудования ОВЕН пополнится новой линейкой датчиков уровня ПДУ-Н, предназначенных для наружного монтажа в резервуар (рис. 4). В отличие от моделей ПДУ‑1, ПДУ‑2 и ПДУ‑3 новая линейка не имеет кабельного вывода и оснащена разъемом стандарта EN175301-803.
Рис. 4. Поплавковые сигнализаторы уровня ПДУ-Н
Новая модель поможет решить типичную и нередкую проблему уровнеметрии – невозможность крепления датчика со стороны внутренней поверхности резервуара, как это делается с датчиками ПДУ. Поэтому для крепления ПДУ-Н будут доступны два типа наружного присоединения: трубная резьба и CLAMP-штуцер. Старт продаж новых датчиков намечен на декабрь 2020 года.
Поплавковый сигнализатор для химически агрессивных сред ПДУ‑4.1
Существуют жидкости, в которых работа нержавеющей стали уже невозможна, например спирты, щелочи, различные агрессивные кислоты и т. д. Для сигнализации предельного уровня химически агрессивных сред применяются датчики ПДУ‑4. Данная линейка представлена одной модификацией – датчиком ПДУ-4.1 (рис. 5), корпус которого изготавливается из химически стойкого материала поливинилденфторида (ПВДФ).
Рис. 5. Поплавковый сигнализатор уровня химически агрессивных сред ПДУ‑4.1
Из-за химической инертности ПВДФ не вступает в реакцию с большинством сред, а с точки зрения экологии ценно то, что ПВДФ – это материал, который полностью перерабатывается и не имеет отходов, он совершенно нетоксичен и неопасен.
Также при использовании ПДУ‑4.1 у пользователя есть возможность самостоятельно изменять тип выходного контакта (нормально-закрытый или нормально-открытый) путем снятия и переворачивания магнитного поплавка.
Поплавковые уровнемеры ПДУ-И и ПДУ- RS
Существуют системы, в которых требуется постоянное получение значения уровня различных жидкостей в резервуарах. К ним относятся, например, системы технологического или коммерческого учета, в которых необходимо непрерывно отслеживать количество какого-либо вещества с достаточно высокой точностью. Другой пример – организация процессов с равномерной подачей жидкости. В таких системах непрерывность подачи жидкости обеспечивается за счет постоянного поддержания уровня в накопительном резервуаре.
Для описанных задач датчики уровня с типом выхода «сухой контакт», как правило, не подходят, так как не обеспечивают требуемый уровень точности. В этих случаях на помощь приходят уровнемеры с аналоговым выходным сигналом 4…20 мА либо с цифровым интерфейсом RS‑485 – такие, как поплавковые уровнемеры ОВЕН ПДУ-И и ПДУ-RS (рис. 6).
Рис. 6. Поплавковые уровнемеры ПДУ-И и ПДУ- RS
Эти датчики состоят из измерительного узла, выполненного из нержавеющей стали, и преобразователя. Магнитный поплавок, двигаясь вместе с уровнем жидкости по металлическому штоку, изменяет сопротивление помещенной в него цепи герконов. Таким образом, при изменении уровня жидкости выходное сопротивление датчика изменяется и преобразуется в токовый сигнал 4…20 мА (у датчиков ПДУ-И) либо в цифровой сигнал, передаваемый по интерфейсу RS‑485 с помощью протокола Modbus RTU (у датчиков ПДУ-RS).
На взрывопожароопасных производствах химической и нефтегазовой отрасли большая часть оборудования должна иметь сертификат взрывозащиты. Эта сертификация означает, что устройство безопасно для работы во взрывоопасных средах. Примером таких устройств являются поплавковые уровнемеры ПДУ-И‑Exd и ПДУ-RS-Exd (рис. 7).
Рис. 7. Взрывозащищенные уровнемеры ПДУ-И‑Exd и ПДУ-RS-Exd
Эти приборы имеют взрывозащиту типа «взрывонепроницаемые оболочки «d» 1 Ex d IIC T4 Gb», что подтверждается соответствующими сертификатами. Поэтому с помощью уровнемеров ПДУ-И-Exd и ПДУ-RS-Exd можно непрерывно измерять уровень различных жидкостей (растворов, светлых нефтепродуктов и т. д.) на взрывоопасных производствах и преобразовывать его как в аналоговый сигнал 4…20 мА, так и в цифровой для передачи по интерфейсу RS‑485.
Опубликовано в журнале ИСУП № 5(89)_2020
А. Д. Клыков, менеджер по продукту «Датчики уровня»,
компания ОВЕН, г. Москва,
тел.: +7 (495) 641‑1156,
e‑mail: sales@owen.ru,
сайт: owen.ru
_big.jpg'); "4(106)_small.jpg")