Mehanički indikatori nivoa su klasifikovani kao
Gauge glass
Float type
Displacer type
Tip dijafragme
Indikatori nivoa diferencijalnog pritiska
Gauge glass
Mjerno staklo ili kontrolno staklo je jednostavan uređaj koji se koristi za određivanje nivoa tekućine fiksiranjem prozirne staklene cijevi paralelno sa posudom za tekućinu.
Staklena cijev treba da ima mali otvor i debelu stijenku tako da može izdržati pritisak. Da bi se dodatno zaštitio, potrebno ga je uvući u metalnu cijev s prorezom. Ventili se postavljaju na odgovarajuća mjesta radi lakše zamjene razbijenog mjernog stakla bez ometanja procesa. Općenito, mjerne naočale se ne koriste za visine nivoa veće od 90 cm ili 3 stope. Za veće rezervoare potrebno je pričvrstiti dva ili više mjernih stakla na različitim visinama. Općenito, staklene cijevi se biraju tako da mogu izdržati pritisak pare od 150 kg/cm2, na 250 stepeni, ili pritisak vode od 450 kg/cm2.
Stakleni mjerač nivoa u dvije{0}}boje
Općenito, ovi mjerači nivoa stakla u dvije-boje se ugrađuju u kotlove. Ovaj dvobojni stakleni mjerač nivoa pokazuje crvenu boju za paru, a zelenu boju za vodu. Ovo se postiže korišćenjem optičkog principa indeksa prelamanja. RI se razlikuje za različite boje kada prolaze kroz medije kao što su staklo, voda i para. Tijelo mjerača je trapez sa stražnjim staklima pričvršćenim na ne-paralelne strane. Dvobojna LED lampa ili standardna dikroična lampa sa crvenim i zelenim filterima pričvršćenim na suprotnim stranama na trapezu. Ovo specijalno osvjetljenje prenosi koso svjetlo kroz stražnje naočale mjerača nivoa kako bi dospjelo do unutrašnjeg medija. Kada mjerač sadrži paru, zeleni zraci se odstupaju i izbjegavaju da izađu sa strane promatrača. Tada se crvena svjetlost odstupljena parom kreće kroz unutrašnju rupu i stiže do posmatrača. Crveni zraci se odstupaju i gube iznutra kada put zraka sadrži vodu tako da zeleni zrak dopire do prednjeg stakla mjerača nivoa.
Float type
Plovak je tvar kada se umoči u tekućinu i kada pluta na površini tekućine doživljava veću uzgonu od svoje stvarne težine.
Prema principu, zapremina plovka koja istiskuje tečnost mora biti veća od težine plovka.
Standard Floats
Standardni plovci su sferni ili cilindrični. Prečnik plovka treba da bude veći za tečnosti niske{1}}tečnosti i obrnuto. Prečnik sfernog plovka varira između 75 mm i 175 mm. Plovaci mogu biti postavljeni na gornju-ili bočnu-montiranu. Kretanje plovka se može pratiti elektro-mehanički fiksiranjem potenciometra ili LVDT-a na njega. Magnetski spojeni plovak takođe pokazuje nivo tečnosti.
Prednosti Standardnih plovaka
Jednostavan dizajn
Visoka preciznost
Širok raspon mjernih nivoa
Mogućnost mjerenja nivoa u korozivnim i viskoznim tečnostima
Nedostaci standardnih plovaka
Standardni plovak se ne može koristiti u rezervoarima pod pritiskom.
Plutanje sa Reed prekidačima
Na slici je prikazan niz spojenih otpornika i reed prekidača.
Oni su obično postavljeni na udaljenosti od oko 5 mm u stupcu.
Oni lebde sa strane permanentnog magneta duž stuba reed prekidača.
Reed prekidač se kratko spaja na osnovu položaja plovka i šalje struju kroz ampermetar.
Struja kroz ampermetar više se tiče položaja plovka
Ovaj tip indikatora nivoa pokazuje nivoe sa tačnošću od 5 mm.
Magnetostriktivna metoda
Magnetostriktivna metoda je najelegantnija od svih float{0}}indikatora nivoa. Indikacija nivoa određuje plivajući položaj tečnosti.
U magnetostriktivnoj metodi, ovaj plovak je koncentrični kružni komad trajnog magneta. Wiedemann i Villarijevi efekti se koriste za određivanje položaja magnetnog plovka na površini tekućine. Materijal feromagnetnog talasovoda koristi se za stvaranje magnetostrikcije.
Općenito, sila privlačenja između valovoda i magneta plovka podiže silu trenja koja inhibira kontinuirano kretanje plovka. Ovo se može smanjiti upotrebom talasovoda manjeg od 0,5 mm u prečniku. Ovom metodom može se postići tačnost od oko 0,1 mm.
Ova metoda se koristi u farmaceutskoj, prehrambenoj, hemijskoj industriji, industriji tečnog naftnog gasa i pića.
Displacer Type
Displacer za balans opruge
Ovaj tip izmjenjivača s balansom opruge, s obzirom na porijeklo varijacije nivoa tečnosti, čini da se pričvršćena opruga skuplja ili širi u kretanju potisnika prema gore i prema dolje. Pomerač štapa završava magnetnom kuglom. Magnetna igla fiksirana na osovini izvan kućišta kugle osjeća kretanje magnetne kuglice prema gore-i-dolje. Kretanje magnetne kuglice je oko 25 mm. Ovo se pneumatski povećava pričvršćivanjem poklopca na disk ekscentrično na osovinu magnetne igle. Ovo kretanje se potenciometrijskim rasporedom pretvara u električni signal.
Displacer Tube Torque
Kretanje istisnika primjenjuje torziju na cijev koja se zove cijev zakretnog momenta. Šuplja momentna cijev se sastoji od unutrašnje momentne šipke zavarene na cijev zakretnog momenta na jednom kraju i slobodne na drugom kraju. Ovo je podržano ležajem bez trenja. Momentna cijev završava se na ivici noža s jedne strane i podržava potisnik preko momentne ruke koja se završava u bloku. Drugi kraj momentne cijevi završava prirubnicom koja je usidrena na zidu rezervoara. Kada se potisnik pomjeri prema gore ili dolje, torzija se primjenjuje na cijev zakretnog momenta preko njene ivice noža. Ova torzija se prenosi na unutrašnju torzionu šipku koja je nosi izvan rezervoara. Ugaoni pomak štapa je oko 5 do 6 stepeni. Ugaoni pomak štapa je linearno povezan sa prividnom težinom i nivoom tečnosti istisnika. Ugaoni pomak šipke obrtnog momenta se pneumatski pojačava na veliki diferencijalni pritisak pokretanjem zaklopke pretvarača zaklopke mlaznice. Momentne cijevi se izrađuju od nikla, inkonela, monela, hastelloja itd. Obično se koriste izmjenjivači od 0,3 m do 1,5 m, iako dužina može biti i do 18 m. Izmenjivači su pogodni za merenje nivoa čistih tečnosti i mulja.
Indikatori nivoa dijafragme
Indikatori nivoa dijafragme sastoje se od kutije zatvorene sa svih strana osim one u kojoj je fiksirana fleksibilna dijafragma. Kutija sadrži zarobljeni vazduh povezan sa detektorom pritiska kroz kapilarnu cijev. Dijafragma je izrađena od neopren teflona ili silikonske gume sličnog plastičnog materijala. Kutija dijafragme se drži uronjena u tečnost. Kako nivo tečnosti raste, statička glava tečnosti vrši silu prema gore na dijafragmu kako bi komprimovala zatvoreni vazduh. Pritisak vazduha je direktno proporcionalan nivou tečnosti. Ovaj indikator nivoa se može koristiti u plovilima otvorenog{6}}tipa. Ovo je jeftinije, sa ograničenom preciznošću. Vazduh u dijafragmi nije zatvoren, ali se kontinuirano snabdevanje održava kroz cev kao što je prikazano na slici b. Odzračna cijev omogućava da zrak ispušta u atmosferu kroz otvor za odzračivanje koji postoji između cijevi za odzračivanje i dijafragme. Druga cijev povezuje membranu sa odgovarajućim indikatorom nivoa koji je indikator pritiska. Dovod zraka u jedinicu regulira se na oko 0,2 do 0,3 bara iznad maksimalne hidrauličke glave koja se mjeri. Dijafragme od nerđajućeg čelika su pogodne za ovaj tip detektora nivoa. Kako nivo tečnosti raste, povećani pritisak koji deluje na dijafragmu tera je da se kreće prema gore, čineći otvor za odzračivanje manjim. Posljedično, manje zraka curi kroz cijev za odzračivanje što uzrokuje povećanje tlaka zraka. Povećani{18}}pritisak zraka zatim potiskuje membranu prema dolje povećavajući curenje zraka i tako dalje dok se ne postigne ravnoteža. Pritisak vazduha unutar kućišta dijafragme je mera nivoa tečnosti. Ovi indikatori su tačni u granicama od 0,3 bara{22}}pritiska dovoda zraka. Mogu raditi do 11 barova. Podesivim ograničenjem može se na odgovarajući način manipulirati kako bi se povećala brzina odgovora.
Indikatori nivoa diferencijalnog pritiska
Nivo tečnosti vrši pritisak uzrokovan težinom stupca tečnosti. Ovaj pritisak se može izmeriti da bi se procenio nivo tečnosti, pod uslovom da je tečnost pod atmosferskim pritiskom. Ova metoda je poznata kao hidrostatičko mjerenje rezervoara (HTG). Ali ako je tečnost u rezervoaru pod pritiskom, onda je potrebno izmeriti diferencijalni pritisak između vrha i dna kolone tečnosti da bi se utvrdio nivo tečnosti.
Ako je P1 pritisak na dnu rezervoara
P2 je pritisak u međutački
P3 je pritisak na vrhu rezervoara
h je razlika u visini između p₁ i p2 tačaka točenja, i
L je visina nivoa tečnosti u rezervoaru
Zatim ρ=(P1-P2)/hg i L=(P1-P3)/ρg
Razlika u pritisku između vrha i dna nivoa tečnosti može se izmeriti pojedinačno merenjem dva pritiska. Greška mjerenja možda nije ista. Stoga, jedno mjerenje daje vrijednost diferencijalnog pritiska. DP se može izmjeriti mehanički korištenjem mijeha u kućištu gdje je strana višeg tlaka povezana s mijehom, a strana nižeg tlaka spojena na kućište. U ovom rasporedu, kao što je prikazano na slici b sa mehovima punjenim tečnošću{4}}koji se koriste za merenje DP, strana sa višim pritiskom gura tečnost unutar meha na stranu nižeg pritiska. Ovo proširuje mijeh. Kao rezultat toga, poluga pokazivača-opterećena oprugom je gurnuta nazad, pomičući pokazivač udesno. Pošto DP postaje osetljiv na temperaturu tečnosti. Bimetalni temperaturni kompenzator je pričvršćen na mijeh kako bi se kompenzirala razlika tlaka koju stvara temperaturna razlika.
