CURS TEHNICI DE MASURARE IN DOMENIU M3 - Modulul 5

■ Mijloace pentru măsurarea nivelului
Măsurarea nivelului în instalaţiile industriale reprezintă, în multe cazuri, una din
problemele de bază pe care le ridică supravegherea corectă a acestora, precum şi introducerea
automatizării.
Nivelul reprezintă înălţimea unui lichid sau solid (de obicei sub formă de pulbere sau de
granule), considerată de la un reper luat ca referinţă, până la suprafaţa liberă a acestuia.
Nivelul se măsoară în unităţi de lungime.
În tehnică, cunoaşterea acestui parametru poate fi necesară în două situaţii:
- în menţinerea nivelului între anumite limite minime şi maxime, caz în care se utilizează scheme
mai simple, care să lucreze doar la ieşirea din limite, comanda de reglare fiind asigurată prin
regulatoare bipoziţionale (exemplu: rezervoarele-tampon, benzile transportoare, buncărele de
cereale etc);
- în controlul riguros al nivelului şi în cunoaşterea lui exactă, în orice moment, în acest caz
necesitatea unor echipamente cu performanţe superioare este evidentă (exemplu: o serie de
instalaţii chimice, ca: distilatoarele, amestecătoarele, schimbătoarele de căldură, reactoarele, care
impun măsurarea continuă a nivelului).
Menţinerea în limite şi determinarea exactă a nivelului necesită o bună cunoaştere a
procesului căruia i se aplică măsurarea. Sunt anumite instalaţii, în special în industria chimică, la
care intervin agenţi corozivi, la temperaturi înalte, sau la presiuni diferite de cea atmosferică.
Aceasta implică luarea unor măsuri speciale pentru elementele sensibile ale mijloacelor de
măsurare care vin în contact direct cu aceştia.
Măsurarea nivelului lichidului se poate face cu diverse mijloace, de la cele mai simple din
punct de vedere constructiv, cum ar fi joja de nivel, până la cele mai complexe, cum ar fi:
traductoarele ultrasonice, traductoarele bazate pe proprietăţi electrice, traductoarele cu radiaţii
nucleare.
Cele mai utilizate pentru măsurarea nivelului din rezervoare, datorită preţului scăzut, sunt
traductoarele cu plutitor (Fig. 3.17.a).
Fig. 3.17.a Traductor cu plutitor 1- contragreutate; 2- cablu; 3- plutitor
Aceste traductoare funcţionează pe principiul presiunii hidrostatice
şi utilizează un plutitor mare şi greu, pentru a putea dezlocui suficient
lichid. Deplasarea liniară a plutitorului este echilibrată de o contragreutate,
prin intermediul unui cablu. Pentru indicarea nivelului, se utilizează un contor mecanic montat pe
mantaua rezervorului. Variantele mai noi ale acestui tip de traductor au o deplasare a plutitorului
echilibrată, prin intermediul unei benzi perforate, de un resort. Perforaţiile benzii acţionează un
contor mecanic, cu rol de indicator local. Eroarea tipică a acestui tip de traductor este de cca. 10
mm. Din cauza frecării mecanice din scripeţi, resort şi indicator, fiabilitatea este scăzută.
Un alt dezavantaj al traductoarelor cu plutitor îl reprezintă modificarea continuă şi bruscă a
poziţiei plutitorului, din cauza turbulenţelor lichidului din rezervor. Modificările poziţiei produc
o continuă accelerare şi decelerare a mecanismului traductorului, ceea ce conduce la uzura
contorului şi a celorlalte componente. Aceste componente nu pot urmări mişcări şi acceleraţii
bruşte. Adesea, mecanismul cu roţi dinţate care acţionează indicatorul (contorul) cedează,
conducând la citiri eronate şi la nesincronizări. Acest fapt implică o fiabilitate scăzută a
măsurătorii.
• O variantă îmbunătăţită a traductoarelor cu plutitor o reprezintă traductoarele cu
servo-mecanism (Fig. 3.17.b). În acest caz, se utilizează un imersor de dimensiuni reduse, prins
de un fir rezistent şi flexibil, care este desfăşurat de pe un tambur. Resortul este înlocuit de un
Curs TEHNICI DE MĂSURARE ÎN DOMENIU Scanat de Ungureanu Marin 27