У процесі виробництва, величезну значення в управлінні запасами рідких і сипучих матеріалів набуває вимір рівня рідини. Причому важливо не тільки виміряти рівень, але і не допустити переливу, особливо для небезпечних, отруйних, шкідливих для екології і горючих рідин. Запобігти аварійним ситуаціям допомагають рівнеміри й сигналізатори рівня.
У 80% випадків, на виробництвах, для вимірювання рівня в різних ємностях використовуються поплавкові і буйкові рівнеміри. На інші 20% припадають всі інші види рівнемірів. Звичайно, це не так погано, як могло бути - наприклад, коли облік рівня не ведеться зовсім. Однак, крім буйків і поплавців, які схильні до механічного зносу, налипання матеріалу, а точність яких безпосередньо залежить від щільності і температури контрольованого середовища, існує безліч інших способів виміряти рівень середовища в резервуарі.
Вібраційні рівнеміри - це просте і універсальне рішення для забезпечення сигналізації про досягнення верхнього або нижнього краю рівня рідини в ємності. Варто відзначити, що вібраційний рівнемір - це не рівнемір, в прямому розумінні це слова, він швидше за сигналізатор рівня. Візьмемо для прикладу, хоча б вібраційний сигналізатор рівня «СУВ-2» і його модифікації. Це модульний сигналізатор, призначений як для сипучих речовин, так і рідких середовищ.
Модульний сигналізатор рівня СУВ-2
Отже, вібраційні рівнеміри в роботі подібні камертону (і виглядають приблизно так само) - тут п'єзоелектричний кристал збуджує коливальні рухи зовнішньої вилки певної частоти. Частота коливань вилки при зануренні в контрольоване середовище змінюється. Ця зміна залежить від властивостей самого середовища, а частота коливань обернено пропорційна щільності цього середовища. Тобто значення частоти коливань змінюється в залежності від того, занурена вилка в вимірювану середу або ж немає. Для датчика, використовуваного для рідин, вимірюється частота коливань, а для датчиків сипучих матеріалів - вимірюється амплітуда. Ці параметри сприймаються вбудованим приймачем, а потім подаються на підсилювач. Зміни власної частоти коливання вилки відслідковуються приладом, і при будь-яких змінах, подається сигнал оповіщення про досягнення граничного нижнього або верхнього рівня.
Тут, окремо слід відзначити, що оскільки для сипучих і рідких середовищ використовуються різні вимірювані параметри, то й сигналізатори рівня можуть бути різних модифікацій. Так, наприклад, «СКАТ-5-С» - використовується для вимірювання рівня сипучих продуктів, а «СКАТ-5-Ж (Миники)» - для рідких.
Вібраційний сигналізатор рівня СКАТ-5.
Основною перевагою вібраційних рівнемірів над поплавковими і буйкових є відсутність рухомих частин, які можуть заклинити або вийти з ладу в процесі експлуатації - це значно знижує ризик аварійного відмови обладнання. Єдина рухома частина вібраційного рівнеміра - вібрує вилка - не зношується, тому, прилади такого типу практично не вимагають обслуговування і ремонту. Вібраційні рівнеміри наднадійні, а це дуже важлива властивість для контролюючого пристрою, що перешкоджає переливам.
Різні відкладення і налипання на традиційних поплавкових або буйкових сигналізаторах впливають на точність і надійність цих приладів, і можуть привести до поломки. Найчастіше, диспетчери стикаються з проблемою, що отримавши звичайний релейний сигнал від поплавкового сигналізатора рівня, неможливо точно визначити, чи спрацював цей сигналізатор від того, що перевищено граничний рівень рідини в резервуарі, або ж його просто заклинило. Неможливо встановити, що послужило причиною відмови і викликало некоректний сигнал. Тому, фахівці повинні з певною періодичністю проводити перевірки і ревізії, які, як правило, не можуть виявити неполадки.
Зовсім інакше справа йде у вібраційних рівнемірів. Змінюється частота віброколебаній дозволяє виявити не тільки досягнення макс. і хв. рівень середовища в резервуарі, а й утворилися відкладення на вилці, її механічні пошкодження, внутрішні пошкодження електричного пьезо-кристала, а також корозійний рівень. Відкладення на поверхні вібровілкі можна визначити за допомогою спеціального режиму «информирующего сигналу». Таким чином, фахівці, які обслуговують резервуари, можуть заздалегідь запланувати процедуру очищення вилок, до того, як відкладення почнуть впливати на показання вібраційного рівнеміра.
Завдяки модульній конструкції, вібраційні рівнеміри можна використовувати в різних резервуарах, ємностях, і трубопроводах. Їх вимірювальна система - універсальна і проста, а сам рівнемір практично не критичний до фізичних і хімічних властивостях, рідин, суспензій, кремів, сипучих матеріалів і ін. Вібраційний рівнемір здатний працювати навіть в умовах, в яких не можуть працювати інші рівнеміри. Так, вібраційні сигналізатори рівня працюють при турбулентності, високому тиску, при активному вскипании рідини і її газуванні (бульбашки газу). Таким чином, рівнеміри даного виду підходять для вимірювання рівня практично всіх рідких середовищ. Прикладом таких пристроїв служать сигналізатори-рівнеміри «VibroTouch» вітчизняного виробництва.
Сам вібруючий елемент (вилка) приводиться в рух п'єзоелектричним способом і вібрує з механічною резонансною частотою близько 1200 Гц. У свою чергу, п'єзоелемент будь-якого рівнеміра механічно закріплений і захищений від перегріву і теплового удару.
Датчики і вже блоки в зборі вібраційних сигналізаторів рівня.
Перевагою вібраційного рівнеміра є компактність, і автономність - тобто для їх роботи не потрібно зовнішньої обробки сигналу, як правило маленькі рівнеміри мають вбудований блок електроніки, який і обробляє отримані сигнали рівня і перетворює їх в соответсвтующій вихідний сигнал. Використовуючи цей сигнал, можна підключати різні додаткові пристрої і включати рівнемір в системи безпосередньо. Так наприклад. Рівнеміри працюють з системами попереджає сигналізації, насосами, запірними елементами та ін. Для липких середовищ - вібраційні рівнеміри є якщо не єдиним, то кращим рішенням по стеженню за рівнем середовища в резервуарі.
Ще однією перевагою вібродатчиків рівня є їх несприйнятливість до розмірів частинок сухих частинок, твердих вкраплень, щільності і вологості середовища, до впливу електромагнітних полів. На показання вібраційних сігналізаторв не впливає, також, наявність піни, бульбашок, зважених часток в вимірюваної середовищі.