Принцип действия уровнемера основан на эффекте магнитострикции в отсчетной точке, поплавок при изменении уровня жидкости перемещается по шлейфу зонда, изменяя положение расположенных на нем активных модулей сенсоров (АМС). АМС, снабженный источником питания, измерительными схемами и генератором импульсов, нагрузкой которого является катушка возбуждения, формирует магнитный импульс. В соответствии с эффектом магнитострикции в отсчетной точке, соответствующей расположению магнитной системы модуля АМС, в момент протекания тока в катушке возбуждения, в звукопроводе зонда формируется импульс упругой деформации ультразвукового диапазона, распространяемый по звукопроводу в обе стороны от АМС. Одна волна распространяется вверх и принимается пьезоэлектрическим преобразователем, вторая звуковая волна распространяется вниз, отражается от нижнего конца звукопровода и доходит до пьезоэлектрического преобразователя с задержкой зависящей от места расположения поплавка на зонде.

Сигналы упругой деформации, возникшие в звукопроводе зонда при протекании тока в катушке возбуждения и воздействия магнитной системы модуля АМС, преобразуются пьезоэлектрическим преобразователем в электрический сигнал и передаются на вход программируемого усилителя-формирователя (ПУФ). В ПУФ происходит фильтрация и усиление сигналов. Усиленный сигнал поступает на программируемый компаратор (ПКП). В ПКП при определенном уровне входного сигнала формируется прямоугольный импульс. По фронтам этих импульсов микроконтроллер вычисляет временной интервал между прямым и отраженным от конца шлейфа зонда сигналами. По временным интервалам вычисляется положение АМС, тем самым определяется уровень измеряемой среды и некоторые дополнительные параметры, например, температура, измеренная в месте нахождения АМС.

Каждый АМС формирует импульсы с разрешенной ему периодичностью, в которую закладываются номер АМС и измеренная температура. Измерение температуры контролируемой среды осуществляется с помощью цифровых интегральных термометров (далее - датчики температуры температурного шлейфа) встроенных в гибкий шлейф, который помещается в оболочку из фторопластовой трубки совместно с звукопроводом уровнемера.

Вычислительно-интерфейсный модуль уровнемера обрабатывает сигналы, вычисляет и передает данные на модуль интерфейса для дальнейшей трансляции.

Вычислительно-интерфейсный модуль включает в себя:

• -  модуль автономного источника питания;

• -  модуль обработки информации;

• -  модуль радиомодема, антенну приемо-передающую в уровнемерах с радиоканалом;

• -  модуль гальванически изолированного интерфейса и соединительный блок в уровнемерах с кабельным подключением и интерфейсом RS-485.

Уровнемер с передачей данных по радиоканалу работает в радиосети, построенной на основе двунаправленного синхронного протокола.

Принцип организации радиообмена основан на передаче цифровой информации через радиомодемы предназначенные для организации сетей адресного обмена цифровой информацией в системах промышленной автоматики.

При включении питания радиомодемов, они автоматически конфигурируются в сеть адресной передачи пользовательских пакетов. Каждый радиомодем может исполнять функции оконечного устройства или ретранслятора.

Радиомодемы, используемые в уровнемере, являются ведомыми, к ним подсоединена плата модуля обработки информации (МОИ), с которым радиомодем обменивается информацией через двунаправленный последовательный порт UART. Ведущему радиомодему, установленному в диспетчерской, как правило, назначается сетевой адрес «0», прописывается карта ModBus адресов. Ведущий радиомодем непосредственно подключается к COM-порту персонального компьютера, используемого в качестве АРМ оператора или к терминал-шлюзу, позволяющему опрашивать, архивировать данные с уровнемеров и отображать измеренные параметры на дисплее.

В уровнемерах с модулем интерфейса подключение, обмен с внешним устройством производится по интерфейсу RS-485. Принципиальное отличие от уровнемеров с беспроводным каналом связи - наличие модуля интерфейса и кабельное подключение к внешнему устройству.

Рисунок 1 -Общий вид уровнемера «Сирень»

Знак поверительного клейма наносится в паспорт и свидетельство о поверке в местах подписи поверителя.

Уровнемер «Сирень» имеет несколько модификаций и разработок, данные о которых приведены в таблице 1.

Таблица 1

Примечание:

«+» - имеется

«-» - отсутствует

Х* - количество точек измерения температуры датчиками температуры температурного шлейфа от 1 до 30 точек (определяется при заказе). ** - высота установки магнитоуправляемых контактов контроля минимального уровня не менее 0,35 м

Структура условного обозначения уровнемера:

Предельное рабочее давление, МПа

Длина зонда, м

Количество контролируемых параметров:

Количество точек контроля предельного уровня

Количество точек измерения температуры

Количество измеряемых уровней

Номер разработки:

01- Без температурного шлейфа

02- С температурным шлейфом

03- С температурным шлейфом и сигнализатором уровня

Напряжение встроенного источника питания, В

Исполнение по взрывозащите:

Нет обозначения - общепромышленное

ВЗ - взрывозащищенное

Способ передачи данных:

433 - Радиоканал 433 МГц

868 - Радиоканал 868 МГц RS485 - RS-485 ModBus RTU

Модификация уровнемера:

Нет обозначения - стандартная

Я - с якорем Радомского

П - с жесткой «привязкой» к днищу

Количество активных модулей сенсоров:

• 1 - АМС - 1 шт.

• 2 - АМС - 2 шт.

Условное название уровнемера

Таблица 4

Таблица 3

Продолжение таблицы 3