Непосредственное измерение уровня с применением дифманометра (открытый)
В датчиках обязательно применение уравновешивающего сосуда.
1-уравновешивающий сосуд, 2-контролируемый сосуд, 3- дифманометр
В уравновешивающий сосуд 1 поступает та же жидкость, что и в основной сосуд, до заданного уровня Н0. Он располагается на уровне контролируемого сосуда.
ПД: диафанометр измеряет разность давлений жидкостей: одна жидкость поступает в левую часть (левое колесо), а вторая – в правую часть (правое колесо) диафанометр
Р1=рgH – левое
P2=рgH0 – правое
∆P= P1-P2=рg(H-H0)
∆P= рg (H -H0), рgH0=const →Р≡Н.
Схема измерения уровня в резервуарах под давлением
1- уравн. сосуд
2 - контролируемый сосуд
3 –дифманометр
В данной схеме уравн. сосуд находится на верхнем уровне резервуара. Давление в левой части определяется давлением газовой среды P0, в 1 P0= P0, поэтому давление в левом колене дифманом определяется P0 Н:
P1=P0+рgH – в правой части дифманометра
P2=P0+ рgH0
∆P= P1-P2=рg(H- H0)
∆P ≡H
Дифманометр град в единицах уровня.
16. Электрические уровнемеры
По принципу действия делятся на емкостные (измерители и сигнализаторы уровня) и омические (сигнализаторы уровня)
Емкостные уровнемеры
1-металлический корпус
2-электрод (металлический стержень)
3-защитная пленка
4-измерительная схема
5-вторичный прибор
В резервуаре 1 с металлическим корпусом изменяется уровень Н. В данную жидкость погружен электрод 2,покрытый защитной пленкой 3. Металлический корпус и электрод образ электрич конденсатор, его электроемкость 
При изменении Н меняется ε. емкость конденсатора измеряется двумя методами:
- Резонансный, резонансный конденсатор включается параллельно включается катушке индуктивности. При заданном уровне Н с помощью С1 в контуре возникают резонансные колебания, если Н,>Н, С,>С, в данном контуре происходит срыв резонансных колебаний. С помощью соответствующего реле преобразуется в сигнал, говорящий о том , что уровень в резервуаре отличается от заданного. Данный Д— сигнализатор уровня( тип- ЭСУ-2М)
Данный конденсатор С включается в одно из плеч мостовой схемы, при изменении уровня меняется емкость С, изменяется напряжение измерительной диагонали данной мостовой схемы. Напряжение измеряется вторичным прибором 5, который градуируется в единицах уровня (уровнемер) ЭИВ -2
При измерении уровня электропроводных сред электрод 2 покрывается изолирующими материалами. При измерении уровня неэлектропроводных сред защита не применяется или применяется для защиты от коррозии.
- Омические уравнемеры
Т – трансформатор; К – реле.
К1 включена в цепь вторичной обмотки трансформатора
В цепь контактов реле К2 включена лампочка L.
В цепь контактов К3 реле включена катушка магнитного пускателя КМ.
1- резервуар, 2- Блок электродов, 3-изолирующая колодка.
ПД: Если Н не достигает электрода 2,то цепь питания катушки К1 разомкнута. При достижении уровня электродов жидкостью,то данная жидкость явл участком эл.цепи и это приводит к подаче питания на катушку К1 трансформатора, реле срабатывает и замык свои контакты. В частности К2 замык., загорается лампочка, замык. К3 и получ питание катушка магнитного пускателя КМ, кот включает электродвиг. насоса, откачивающего жидкость из данного резервуара. Данные Д – сигнализаторы уровня. (ЭРСУ-2М)
17. Радиоизотопный уровнемер
ПД основан на изменении интенсивности γ-излучения при прохождении через слой вещества высотой Н и плотностью ρ.
Зависимость 
- коэффициент поглощения веществом γ – излучения.
ρ=const→IX≡H
Источник излучения Со-60, Сs-137.
Примеры применения д уравнемеров:
Рис.1 Рис.2 Рис.3
1-источник
2-приёмник
Пример 1:сигнализатор уровня
Пример2:сигнализатор уровня 
:x.
Пример 3: когда можно поместить источник в виде поплавка тоже измеритель уровня.
Данный уровнемер прим для измерения уровней жидкостей в закрытых резервуарах под давлением.
Рис1-источник и приемник расположен на одном уровне, поэтому датчик применяется в качестве сигнализатора уровня
Рис2-данный датчик может примен как сигнализатор, так и непрерывный измеритель уровня.
Рис3- как измеритель, но источник в резервуаре.
18. Акустические уровнемеры «Эхо-5»
Применятся для дистанционного бесконтактного измерения уровня различных сред, в том числе вязких, дестабилизирующих, имеющих осадки, в том числе взрывоопасных сред, а также сыпучих и кусковых материалов 
менее 20мм.
ПД акустических уровнемеров основан на локации сред с применением ультрозвук. колебаний среды, находящихся над контролируемыми средами или материалом. Мера измерения уровня является время прохождения импульсов от источника до границы раздела: газ– контролируемая среда и обратно отраженных импульсов от поверхности к приёмнику.
Данный уровнемер состоит из 2-х частей:
1.Акустический преобразователь тип АП.
Модификации: АП3 и АП4. Для взрывоопасных жидкостей в открытых сосудах и сосудах под давлением (и сыпучих материалов).
АП3В и АП4В- взрывооп жидкости в сосудах под давлением.
АП5-сильно пенящиеся жидкости
2. Преобразователь передающий измерителю тип ППИ-5.
Д две части соединяются кабелем связи.
Структурная схема:
3 4 5 6 измерение
2 7 9 сигнализация
8
1
Н
1-Акустический преобразователь, а все остальное ППИ-5. Генератор-2 вырабатывает электрические импульсы высокой частоты, которые поступают в акустический преобразователь 1, где преобразуются в ультразвуковые импульсы, которые отражаются от границы раздела, газ контролируемая среда поступает обратно в акустический преобразователь и в нём осуществляется обратное преобразование ультразвуковых сигналов в электрические импульсы; эти импульсы усиливаются в усилителе 3 и далее они поступают в накопительное устройство 4, в котором осуществляется отделение полезных сигналов или импульсов от разных помех, а также накопление и сумма данных импульсов за 16 периодов тактовой частоты.
Формирование токового унифицированного сигнала(0-5 мА) производится в компенсационном преобразователе, который состоит из схемы сравнения 5, усилителя 6 и элемента обратной связи 7. На выходе из данного устройства д сигнал измеряется вторичным прибором, проград в ед-цах уровня. В блоке 9 формируются сигналы о верхнем и нижнем уровнях в резервуаре.
В блоке 8 выполняется компенсация температурных погрешностей. Д уровнемер – универсален.
19. Датчики расхода жидкостей и газов
Расходом - отношение количества материала, проходящее через поперечное сечение трубопровода за определённый интервал времени к данному интервалу времени
,где 
.
Данные измерения Q осуществляют расходомерами.
По принципу действия они подразделяются :
1)Расходомеры переменного перепада давлений
2)Расходомеры постоянного перепада давлений(ротаметры)
3)Электромагнитные расходомеры индукционные
4)Вихревые
5)Вихреакустические
6)Основанные на силе Кариолиса
В промышленности наибольшее распространение получили первые три типа
20. Расходомеры переменного перепада давления
ПД основан на дросселировании потока жидкости или газа через узкое отверстие (диафрагму), создающую перепад давлений (до и после диафрагмы)
Перепад давлений является мерой измеряемого расхода.
Диафрагма– тонкий Ме лист, ос узким отверстием в центре которого концентрически встраивается в трубопровод и ось отверстия концентрична оси трубопровода. Схема данного датчика и график распределения давления.
Сужение потока вещества начинается ещё до диафрагмы. Дальше сужение продолжается на диафрагме, и за диафрагмой– наиболее узкое сечение потока в силу инерции потока. Далее поток расширяется и наполняет всю ширину трубопровода, при этом изменяется давление. До и после диафрагмы происх вихреобразование потока.
Р1'-давление среды до ее сужения. По мере продвижения потока давление уменьш, достиг наим значение
Р2'-давление в самом узком месте трубопровода
Далее давление увеличивается, но не достиг своего первонач. Рn- потери давления засчет вихреобразования и трения
Р1-давление до диафрагмы,р2-давление после диафрагмы.
Q=f(p1-p2)
S1, S0, S2 – соответствующее сечение потока до его сужения, площадь сечения самой диафрагмы, площадь наименьшего сечения в потоке. Линейные скорости потока в данных сечениях: V1, V0,V2.
S1·V1= S0·V0= S2·V2 (1)– уравнение неразрывности потока.
Из этого уравнения следует соотношение S0/ S1= V1/ V0 (2), S2/ S0= V0/ V2 (3)
μ= S0/ S1 (4)– модуль сужающего отверстия.
m= S2/ S0(5)– коэффициент сжатия струи,
V1= μ ·V0;(6)
V0= m·V2 (7), следует V1= m·μ·V2(8).
Для сечений I и II составляем уравнения Бернулли. P’1/ρ+ V12/2= P’2/ρ+ V22/2(9)
Данное уравнение предполагает, что плотность постоянна (жидкость не сжимаема) и отсут потери давления в данном т/п.
9 в 8: P’1/ρ+ (m·μ·V2)2/2= P’2/ρ+ V22/2, решая последнее уравнение относительно V2
Величина потока: 
(12)
В реальных условиях необходимо учитывать потери давления и необходимо измерять давление до диафрагмы и после( Р1 и Р2 вместо Р1/ и Р2/) вводим коэффициент, учитывающий эти условия (ξ<1).
-уравнение объемного расхода
α-коэфф расхода
уравнение массового расхода, 
При измерении расхода газов и паров необходимо учитывать изменение плотности в различных сечениях трубопровода, при изменении давления в этих сечениях. для этого в формулы вводят коэффициент ε<1, в качестве исходной принимаем плотность до сужающего отверстия ρ1
Для присоединения к диафрагме дифманометра, который измеряет давление до и после диафрагмы, применяют импульсные трубки (Al, Cu, сталь d=10-12 мм, L до 60 м).
Схема подключения дифманометра
Рис. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром при измерении расхода воды и неагрессивных жидкостей (дифманометр ниже сужающего устройства)
а – чистая жидкость; б – жидкость, содержащая взвешенные частицы; 1 – дифманометр; 2 - сужающее устройство; 3 – запорные вентили; 4 – соединительные трубки; 5 – отстойные сосуды.
На данной схеме показаны вентили 3,предназнач при эксплуатации данной системы осущ наладочные и монтажные работы. крайние вентили предназнач для системы продувки импульсных линий сжатым воздухом для продувки воздухом для удаления воздуха при измер расхода жидкости или жидкости, при измерении расхода газа. Импульсные трубки прокладыв с уклоном, чтобы в них не появ пузыри воздуха при измерении расходов жидкостей и не появл жидк при измер расходов газа. При измер расходом жидк дифман целесообразмно устанавлив ниже диафрагмы. Если по технологич условиям в данном случае дифман располаг выше сужающего устройства, то импульсные трубки сначала направляют вниз, чтобы в них не появл воздух,а затем к дифман. При измерении расходов газа, дифман целесообразно располаг выше сужающего устройства, чтобы в этих трубках не появл жидкость и не было погрешностей. на рис б показана схема для измерения расходов жидк, содерж.тв частицы. В этой схеме примен отстойные сосуды, в кот накаплив частицы ,кот уходят в дренаж, а чистая жидкость подается к дифманометру.