Тепловизоры
Охранные тепловизоры
Медицинские тепловизоры
Ультразвуковые дефектоскопы, толщиномеры
Ультразвуковой анализатор дефектов
Ультразвуковые расходомеры
Прибор для контроля и анализа вибрации проводов линий электропередачи
Измерители физических величин
Гелиевые и галогенные течеискатели
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Георадар для поиска и идентификации подземных объектов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
Пирометры
Черные тела (АЧТ)
ультрафиолетовый дефектоскоп филин
Электроизмерительные приборы
Прибор для контроля элегазовых выключателей
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Твердомеры
Трубо-кабелеискатели
Газоанализаторы дымовых газов
Beta Laser Mike
Тепловизоры
Пирометры, линейные сканеры и ИК-камеры
Толщинометрия и дефектоскопия
Ультрафиолетовый дефектоскоп Филин
Электроизмерительные приборы
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
MIKRON (США)
PANAMETRICS-NDT™, США
FUJI TECOM (Япония)
CHAUVIN ARNOUX (Франция)
L. H. Testing Instruments Co., Ltd.
НОВОСТИ КОМПАНИИ
НОВОСТИ NDT
новые пирометры серии MI-N500
Новые тепловизоры от фирмы GUIDE
тепловизоры модели IR913
новые модели одно- и 3- фазных цифровых TRMS ваттметров
????????, ???????????
Печать

  ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ


Область применения:

Использование средств неразрушающего контроля для измерения уровня жидкости или определения наличия/отсутствия жидкости в емкостях и трубопроводах.

Проблема:

Существует много способов измерения уровня жидкости, самым простым из которых является использование щупа или индикаторного поплавка. Однако, в некоторых случаях эти способы использовать нельзя, например, при измерении уровня жидкости в герметичных емкостях, которые не могут быть открыты, или их содержимое не может быть подвержено воздействию воздуха. Кроме этого, иногда возникает необходимость быстрого автоматического измерения уровня жидкости в большом количестве емкостей в процессе из наполнения. В подобных случаях оптимальным решением часто является измерение уровня жидкости с помощью ультразвука.

Некоторые характерные случаи использования ультразвукового неразрушающего контроля включают:

  • Поточный контроль уровня жидкости в различных автомобильных узлах, таких как баки для горючего, коробки передач, поддоны картеров и дифференциалы. В данном случае необходимы быстрые и надежные измерения средствами неразрушающего контроля. При использовании ультразвуковых измерительных приборов информация отображается менее, чем через секунду после проведения измерения. Кроме этого, результаты измерений могут быть сохранены на неопределенно долгий срок.

  • Измерение уровня едких и химически активных жидкостей при контроле процессов химического обогащения. В этих случаях емкости не могут быть вскрыты по причинам безопасности, а свойства химических препаратов не позволяют установить внутренний поплавковый уровнемер.

  • Обнаружение в трубопроводах стоячих жидкостей. Некоторые технологические операции требуют проверки наличия или отсутствия жидкостей в трубопроводах. В частности, такие измерения проводятся при необходимости открыть или разрезать трубопровод в процессе его обслуживания.

  • Измерение в нефтеперерабатывающих системах толщины слоя жидких нефтепродуктов, находящегося поверх слоя воды. В принципе, ультразвуковыми средствами можно измерить толщину одиночного слоя любой жидкости, находящейся поверх другой жидкости, если акустический импеданс этих жидкостей различен.

В целом, измерения уровня жидкости разделяются на два типа: в первом случае требуется измерение реального уровня жидкости (по глубине или по высоте), во втором случае необходимо только определить наличие/отсутствие жидкости в выбранной точке. Отдельное описание оборудования и порядка проведения измерений этих двух типов приведены ниже.

Оборудование для измерения уровня жидкости:

В целом уровень жидкости (до 500 мм) измеряется обычным эхо-импульсным методом, с использованием модифицированных версий стандартных ультразвуковых толщиномеров. Выбор преобразователей для проведения измерений уровня жидкости зависит от конкретных условий контроля. Обычно используются преобразователи с частотой 1 МГц или 2,25 МГц.

Для измерения траекторий прохождения ультразвука в жидкости, имеющих очень большую протяженность, могут быть использованы дефектоскопы EPOCH 4В, EPOCH 4, EPOCH III, и EPOCH IIIB (протяженность траектории, измеряемая дефектоскопом EPOCH III, может составлять более 1,25 м).

Для большинства жидкостей точность измерения составляет ± 2,5 мм.

Порядок измерения уровня жидкости:

Для измерения уровня жидкости, находящейся в емкости, преобразователь приставляется ко дну емкости (при этом используется подходящая контактная жидкость). Электрический сигнал, поступающий с прибора на преобразователь, вызывает короткий ультразвуковой импульс, который проникает через стенку емкости и попадает в жидкость. Проходя через жидкость, импульс достигает поверхности жидкости, отражается от нее и возвращается обратно на преобразователь.

Эхосигнал от поверхности жидкости прецизионно отсчитывается от временной точки электронного нуля, установка которой позволяет вычесть от общего времени время прохождения ультразвука через стенку емкости. Время прохождения ультразвукового сигнала до отражающей поверхности и обратно преобразуется в значение уровня жидкости по следующей формуле:

h = vt/2  
где h = уровень жидкости
v = скорость звука в жидкости (которая должна быть установлена с использованием средств компенсации изменений скорости ультразвука прибора)
t = время прохождения ультразвука до отражающей поверхности и обратно

Уровень жидкости отображается на цифровом жидкокристаллическом дисплее.

Для наиболее эффективного использования этого способа измерения уровня жидкости необходимо учитывать следующие факторы:

  • Тип и толщина материала стенок емкости являются первым фактором, который должен учитываться при оценке конкретных условий измерения ультразвуковыми средствами. При этом необходимо учитывать свойства и диапазон уровня жидкости. Стальные емкости со стенками большой толщины могут серьезно ограничить минимальный измеряемый уровень жидкости из-за эффекта "отзвука". Пластмассовые емкости, в свою очередь, обладают акустическими свойствами, близкими к акустическим свойствам большинства жидкостей, поэтому обеспечивают эффективную передачу ультразвука с преобразователя в жидкость, уменьшая "отзвук" до минимума.
  • Состояние поверхности стенок емкости. Корродированные или изъязвленные поверхности могут искажать ультразвуковой импульс, поступающий в жидкость, и тем самым затруднять измерения или делать их совершенно невозможными.
  • Кривизна емкости. Сильно искривленные емкости могут искажать ультразвуковой импульс и приводить к нарушению контакта преобразователя с емкостью, не позволяя получить надежные результаты измерений.
  • Акустические свойства жидкости. Степень рассеяния ультразвука в жидкости часто определяет максимальный измеряемый уровень жидкости. В целом, больше всего рассеивают ультразвук жидкости с высокой степенью вязкости или с высокой концентрацией твердых частиц.
  • Влияние температуры. Изменение температуры жидкости приводит к изменению скорости распространения в ней ультразвука. Если компенсация скорости ультразвука настроена на приборе неправильно, показание уровня жидкости будет неверным.
  • Движение поверхности жидкости. Для получения точного эхосигнала поверхность жидкости в емкости должна оставаться неподвижной.
  • Состав жидкости. Для получения точных результатов измерения жидкость должна быть равномерной по составу и иметь одинаковую температуру. В ней также не должно быть пузырьков газа.
  • Контакт преобразователя со стенкой емкости. Равномерный контакт преобразователя со стенкой емкости необходим для прохождения ультразвукового импульса с преобразователя через стенку емкости в жидкость.

Оборудование для определения наличия/отсутствия жидкости:

Во многих случаях для такого типа контроля можно использовать дефектоскоп или генератор импульсов/приемник. В этом случае оператор визуально определяет наличие/отсутствие жидкости по форме отображаемого эхосигнала. При этом можно использовать строб-импульсы.

Порядок определения наличия/отсутствия жидкости:

В эхо-импульсном режиме сигнал с преобразователя проникает в стенку емкости. Если в контрольной точке есть жидкость, часть ультразвуковой энергии проходит через жидкость, отражается от противоположной стенки емкости и возвращается через жидкость и стенку емкости обратно на преобразователь. Если жидкости нет, то донный эхосигнал отсутствует. Однако при этом может наблюдаться некоторое количество эхосигналов от внутренней поверхности стенки емкости, с которой контактирует преобразователь. См. рис. 1.

Логическая цепь прибора отслеживает временной интервал появления эхосигналов от противоположной стенки емкости. Если в этом временном интервале появляются эхосигналы, зажигается световой индикатор наличия жидкости. Отсутствие эхосигналов в этом интервале свидетельствует об отсутствии жидкости в контрольной точке. В этом случае зажигается световой индикатор отсутствия жидкости.

Эхо-импульсный режим

ОТСУТСТВИЕ ЖИДКОСТИ

НАЛИЧИЕ ЖИДКОСТИ