Mekaaniset tasoilmaisimet luokitellaan
Mittarilasi
Kelluva tyyppi
Syrjäytystyyppi
Kalvon tyyppi
Paine-eron ilmaisimet
Mittarilasi
Mittarilasi tai näkölasi on yksinkertainen laite, jota käytetään nestetason määrittämiseen kiinnittämällä läpinäkyvä lasiputki nestesäiliön suuntaisesti.
Lasiputkessa tulee olla pieni reikä ja paksu seinämä, jotta se kestää painetta. Sen suojaamiseksi edelleen se on koteloitava metalliputkeen, jossa on rakoaukko. Venttiilit on sijoitettu sopiviin paikkoihin, jotta rikkinäiset mittalasit voidaan vaihtaa ilman prosessin häiriöitä. Yleensä mittalaseja ei käytetä yli 90 cm:n tai 3 jalan korkeudelle. Kaksi tai useampi mittalasi on kiinnitettävä eri korkeuksille korkeampia säiliöitä varten. Yleensä lasiputket valitaan niin, että ne kestävät 150kg/cm höyrynpainetta2, 250 asteessa tai vedenpaineessa 450 kg/cm2.
Kaksivärinen lasin tasomittari
Yleensä nämä kaksiväriset lasin tasomittarit asennetaan kattiloihin. Tämä kaksi-värinen lasitasomittari näyttää punaisen värin höyrylle ja vihreällä vedelle. Tämä saadaan käyttämällä hyväksi taitekertoimen optista periaatetta. RI on erilainen eri väreille, kun ne kulkevat materiaalin, kuten lasin, veden ja höyryn, läpi. Mittarin runko on puolisuunnikkaan muotoinen, jonka takalasit on kiinnitetty ei--rinnakkaisille pinnoille. Kaksi-värinen LED-lamppu tai tavallinen dikroinen lamppu, jossa on punaiset ja vihreät suodattimet, jotka on kiinnitetty puolisuunnikkaan vastakkaisille puolille. Tämä erityinen valaistus lähettää vinoa valoa tasomittarin takalasien läpi päästäkseen sisäiseen materiaaliin. Kun mittari sisältää höyryä, vihreät säteet poikkeavat toisistaan, ja niitä vältetään ilmestymästä tarkkailijan puolelle. Sitten höyryn vaikutuksesta poikkeama punainen valo siirtyy sisäisen reiän läpi tavoittaen tarkkailijan. Punaiset säteet poikkeavat ja katoavat sisälle, kun säteen polku sisältää vettä niin, että vihreä säde saavuttaa pinnankorkeusmittarin etulasin.
Kelluva tyyppi
Kelluke on aine, kun se upotetaan nesteeseen ja kun kelluu nesteen pinnalla kokee enemmän kelluvuutta kuin sen todellinen paino.
Periaatteen mukaan nestettä syrjäyttävän kelluntatilavuuden tulee olla suurempi kuin kellun paino.
Standard kellukkeet
Vakiokellukkeet ovat pallomaisia tai sylinterimäisiä. Uimurin halkaisijan tulisi olla suurempi-matalatiheyksisille nesteille ja päinvastoin. Pallomaisen kellun halkaisija vaihtelee 75 mm ja 175 mm välillä. Kellukkeet voidaan asentaa päälle-tai sivulle-. Float-liikettä voidaan seurata sähkö-mekaanisesti kiinnittämällä siihen potentiometri tai LVDT. Magneettisesti kytketty kelluke osoittaa myös nesteen pinnan.
Standard kellukkeiden edut
Yksinkertainen muotoilu
Korkea tarkkuus
Laaja valikoima mittaustasoja
Tason mittausmahdollisuus syövyttävissä ja viskoosiisissa nesteissä
Standard kellukkeiden haitat
Vakiouimuria ei voi käyttää paineistetuissa säiliöissä.
Float Reed-kytkimillä
Kuvassa näkyy joukko vastuksia ja reed-kytkimiä kytkettynä.
Nämä sijoitetaan yleensä noin 5 mm:n etäisyydelle toisistaan pylvääseen.
Ne kelluvat kestomagneettisivuilla reed-kytkinpylvästä.
Reed-kytkin oikosulkeutuu kellukkeen asennon perusteella ja lähettää virran ampeerimittarin läpi.
Ampeerimittarin läpi kulkeva virta liittyy enemmän kellukkeen asentoon
Tämäntyyppinen tasoilmaisin näyttää tasot 5 mm:n tarkkuudella.
Magnetostriktiivinen menetelmä
Magnetostriktiivinen menetelmä on tyylikkäin kelluvan{0}}tason ilmaisimista. Tason ilmaisin määrittää nesteen kellunta-asennon.
Magnetostriktiivisessa menetelmässä tämä kelluke on kestomagneetin samankeskinen pyöreä pala. Wiedemannin ja Villarin efekteillä määritetään magneettikellukkeen sijainti nestepinnalla. Ferromagneettista aaltoputkimateriaalia käytetään magnetostriktion tuottamiseen.
Yleensä aaltoputken ja kellukkeen magneetin välinen vetovoima nostaa kitkavoimaa, joka estää kellun jatkuvan liikkeen. Tätä voidaan vähentää käyttämällä aaltoputkea, jonka halkaisija on alle 0,5 mm. Tällä menetelmällä voidaan saavuttaa noin 0,1 mm:n tarkkuus.
Tätä menetelmää käytetään lääke-, elintarvike-, kemian-, nestekaasu- ja juomateollisuudessa.
Syrjäytystyyppi
Spring Balance Displacer
Tämä Spring Balance Displacer -tyyppinen syrjäytystyyppi, joka ottaa huomioon nesteen pinnan vaihtelun alkuperän, saa kiinnitetyn jousen supistumaan tai laajenemaan ylös- ja alaspäin suuntautuvassa syrjäytysliikkeessä. Tangon syrjäyttäjä päättyy magneettipalloon. Pallokotelon ulkopuolella olevaan niveleen kiinnitetty magneettineula tunnistaa magneettipallon ylös--ja-alas liikkeen. Magneettipallon liike on noin 25 mm. Tätä suurennetaan pneumaattisesti kiinnittämällä läppä levyyn epäkeskisesti magneettineulan niveleen. Tämä liike muunnetaan sähköiseksi signaaliksi potentiometrisellä järjestelyllä.
Momenttiputken syrjäytys
Syrjäytysliike kohdistaa vääntöä putkeen, jota kutsutaan vääntömomenttiputkeksi. Ontto momenttiputki koostuu sisäisestä momenttitangosta, joka on hitsattu momenttiputkeen toisessa päässä ja vapaa toisessa päässä. Tätä tukee kitkaton laakeri. Vääntöputki päättyy veitsen reunaan toisella puolella ja tukee syrjäyttäjää vääntövarren kautta, joka päättyy lohkoon. Vääntöputken toinen pää päättyy laippaan, joka on ankkuroitu säiliön seinämään. Kun syrjäyttäjää liikutetaan ylös- tai alaspäin, vääntömomenttiputkeen kohdistetaan sen veitsen reunan kautta. Tämä vääntö välittyy sisempään vääntötankoon, joka kuljettaa sen säiliön ulkopuolelle. Tangon kulmasiirtymä on noin 5 - 6 astetta. Tangon kulmasiirtymä liittyy lineaarisesti syrjäyttäjän näennäiseen painoon ja nestetasoon. Vääntömomenttitangon kulmasiirtymä vahvistetaan pneumaattisesti suureen paine-eroon ohjaamalla suuttimen läppäanturin läppä. Vääntömomenttiputket on valmistettu nikkelistä, Inconelista, Monelista, Hastelloystä jne. Yleensä käytetään 0,3–1,5 m pitkiä syrjäimiä, vaikka pituus voi olla jopa 18 metriä. Syrjäyttimet soveltuvat puhtaiden nesteiden ja lietteiden tason mittaamiseen.
Kalvon tason ilmaisimet
Kalvon tason osoittimet koostuvat kaikilta puolilta suljetusta laatikosta paitsi laatikosta, jossa joustava kalvo on kiinnitetty. Laatikko sisältää paineilmaisimeen kytkettyä ilmaa kapillaariputken kautta. Kalvo on valmistettu neopreeni-teflonista tai silikonikumista vastaavasta muovimateriaalista. Kalvokotelo pidetään upotettuna nesteeseen. Nesteen tason noustessa nesteen staattinen pää kohdistaa ylöspäin suuntautuvan voiman kalvoon puristaakseen suljetun ilman. Ilmanpaine on suoraan verrannollinen nesteen tasoon. Tätä tasoilmaisinta voidaan käyttää avoimen-tyyppisissä aluksissa. Tämä on halvempaa, rajoitetulla tarkkuudella. Kalvossa oleva ilma ei ole suljettu, vaan jatkuva syöttö ylläpidetään putken kautta kuvan b mukaisesti. Tuuletusputki mahdollistaa ilman vuotamisen ilmakehään ilmanpoistoputken ja kalvon välissä olevan vuodatusaukon kautta. Toinen putki yhdistää kalvon sopivaan tasonosoittimeen, joka on paineilmaisin. Ilmansyöttö yksikköön on säädetty noin 0,2 - 0,3 baaria mitattavan hydraulisen korkeuden yläpuolelle. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut kalvot sopivat tämän tyyppisille tasoilmaisimille. Nesteen tason noustessa kalvoon vaikuttava lisääntynyt paine saa sen liikkumaan ylöspäin pienentäen vuotoaukkoa. Tämän seurauksena ilmaa vuotaa vähemmän ilmaputken läpi, mikä aiheuttaa ilmanpaineen muodostumisen. Kokoontunut-ilmanpaine työntää sitten kalvoa alas, mikä lisää ilmavuotoa ja niin edelleen, kunnes tasapaino saavutetaan. Ilmanpaine kalvokotelon sisällä on nestetason mitta. Nämä indikaattorit ovat 0,3 baarin tarkkuudella ilman syöttöpaineesta. Ne voivat käyttää jopa 11 baaria. Säädettävää rajoitusta voidaan sopivasti manipuloida vastenopeuden lisäämiseksi.
Paine-eron ilmaisimet
Nestetaso kohdistaa nestepatsaan painon aiheuttamaa painetta. Tämä paine voidaan mitata nestetason arvioimiseksi, mikäli neste on ilmakehän paineessa. Tämä menetelmä tunnetaan nimellä Hydrostatic Tank Gauging (HTG). Mutta jos neste on paineistetussa säiliössä, nesteen tason selvittämiseksi on mitattava paine-ero nestepatsaan ylä- ja alaosan välillä.
Jos P1 on säiliön pohjan paine
P2 on paine välipisteessä
P3 on paine säiliön yläosassa
h on korkeusero p1- ja p2-ottopisteiden välillä, ja
L on nestepinnan korkeus säiliössä
Sitten ρ=(P1-P2)/hg & L=(P1-P3)/ρg
Nestepinnan ylä- ja alaosan välinen paine-ero voidaan mitata yksitellen mittaamalla kaksi painetta. Mittausvirhe ei välttämättä ole sama. Siksi yksi mittaus antaa paine-eron arvon. DP voidaan mitata mekaanisesti käyttämällä palkea kotelossa, jossa korkeamman paineen puoli on liitetty palkeeseen ja matalapainepuoli koteloon. Tässä järjestelyssä, kuten kuvassa b, jossa nestetäytteiset palkeet käytetään DP:n mittaamiseen, korkeamman paineen puoli työntää palkeen sisällä olevan nesteen alemman paineen puolelle. Tämä laajentaa palkea. Tämän seurauksena jousikuormitteista{7}}osoitinvipua työnnetään taaksepäin ja osoitin siirtyy oikealle. Koska DP tulee herkäksi nesteen lämpötilalle. Palkeeseen on kiinnitetty bimetallinen lämpötilan kompensaattori tasaamaan lämpötilaeron tuottamaa paine-eroa.
