Piezometri e Misuratori di Livello

Bilancia Idrostatica

Descrizione

Il misuratore di livello a bilancia è stato progettato  per il rilievo e la trasmissione a distanza della misura del livello idrico di grandi bacini; tutto con elevata precisione e campo di misura esteso.

Sono disponibili due versioni che differiscono per il sistema di applicazione:

  • a) versione idrostatica, che prevede l’installazione con presa della pressione diretta e misuratore di livello disposti in basso, alla quota del livello minimo da misurare.
  • b) versione pneumatica, con l’installazione del gruppo misuratore a quota coronamento e presa pressione alla quota del livello minimo da misurare.

In ambedue i casi la pressione idrostatica è misurata da una bilancia di precisione a romano mobile, che rileva la misura con la risoluzione e accuratezza  di ±1 cm di colonna d’acqua, su 80 metri di campo (nella versione base).

Applicazioni

Il sistema a Bilancia viene utilizzato  per la misura del livello in grandi dighe dove necessita una precisione elevata  su grandi campi. Si hanno precisioni di ±1cm di colonna d’acqua per livelli fino ad 80 m e  di ±2 cm  per livelli fino a 140 m.

Caratteristiche e Vantaggi

Trattandosi di un misuratore di tipo elettromeccanico

Si nota la:

  • Grande robustezza
  • Grande affidabilità
  • Grande resistenza
  • Lunga vita
  • Facile manutenzione
  • Facile riparazione
  • Grossa precisione
  • Certezza del dato
  • Assenza di derive e nel tempo e con la temperatura

Principio di misura

Il misuratore di livello a bilancia basa il proprio principio di funzionamento su quello della leva di primo genere. Il carico del battente di acqua da misurare agisce, mediante un sistema di trasduzione pressione/forza, su uno dei bracci della leva.

Un romano mobile, comandato da una vite micrometrica, scorre lungo il braccio della leva opposto a quello di applicazione del carico. La posizione di equilibrio, opportunamente rilevata, dà la misura del carico applicato e quindi del livello da misurare.

Con il sistema in equilibrio, il braccio della leva su cui agisce il romano ha la sua parte finale bilanciata nel campo di azione di due sensori magnetici.

Ogni spostamento dalla posizione di equilibrio della leva porta ad uno squilibrio nel circuito magnetico; tale squilibrio, mediante un opportuno circuito elettronico, aziona il motore di comando della vite micrometrica movendo il romano mobile fino a ritrovare la posizione di equilibrio meccanico ed elettrico.

Un numeratore meccanico, coassiale con la vite micrometrica, conta i giri e le frazioni di giro necessari

per portare il romano mobile nella nuova posizione di equilibrio. Il rapporto di riduzione presente fra

numeratore e vite è tale da far restituire il valore del livello espresso direttamente in centimetri.

Oltre al numeratore meccanico il sistema è dotato di un encoder assoluto in codice Gray da 13 bit, che provvede alla digitalizzazione del dato rilevato per la lettura a distanza dello stesso. La realizzazione del sistema è tale da assicurare la massima affidabilità e precisione. Si noti che la trasduzione pressione/forza viene effettuata per mezzo di un pistone scorrevole di diametro calibrato, mantenuto in rotazione continua per mezzo di un motorino agitatore.

Il pistone lavora in olio ed è sottoposto alla pressione del battente d’acqua da misurare. Il sistema così realizzato è virtualmente privo di inerzie ed attriti.

Sono stati utilizzati sistemi a coltelli, sia per il fulcro che per gli attacchi del romano e del pistone; è garantita l’assenza assoluta di sfasamenti fra vite micrometrica di trascinamento del romano, numeratore meccanico ed encoder assoluto.

Il sistema utilizzato per rilevare la posizione del braccio, essendo privo di contatti, assicura un’elevata affidabilità in ogni condizione di esercizio.

Per la lettura remota, è stato impiegato un encoder Gray assoluto a 13 bit, che consente di ottenere la risoluzione di 1 centimetro su un campo di 81 metri. La bilancia è provvista di fine corsa magnetici di sicurezza.

Tutto il gruppo è contenuto in una cassetta stagna mantenuta a temperatura costante da un elemento riscaldatore termostatizzato.

Il sistema a bilancia dinamometrica consente l’esecuzione della misura del livello sia con la presa diretta della pressione idrostatica, sia con la presa di pressione pneumatica.

Lo strumento base è lo stesso per le due versioni, che differiscono fra loro nel sistema di presa pressione, come rilevabile dagli schemi illustrativi.

Nel contenitore di protezione del gruppo meccanico sono contenuti sia il “gruppo elettronico” di controllo dei sensori sia i vari componenti di regolazione e protezione, quali ad esempio:

Il gruppo “fusibili”, il termostato di controllo della scaldiglia, la scheda serializzazione del dato (optional)

L’apparecchiatura viene fornita già tarata per cui le operazioni da compiere in sede di installazione si riducono e quelle relative alla connessione dei connettori per la trasmissione del segnale e di quelli per La alimentazione.

Il dato per la trasmissione viene convertito in seriale RS232 o RS485

VERSIONE IDROSTATICA

Materiale occorrente:

  1. Bilancia
  2. Gruppo presa pressione idrostatica
  3. Flangia di ritegno a tenuta
  4. Tubo da 2”
  5. Campana presa pressione idrostatica

Per il collegamento fra bilancia 4) e l’unità di acquisizione viene  impiegato un cavo multiplo schermato  4c.

VERSIONE PNEUMATICA

Materiale occorrente:

  1. Bilancia dinamometrica
  2. Gruppo alimentazione aria compressa
  3. Quadro regolazione pressione
  4. Gruppo presa pressione pneumatica
  5. Tubo in rame 10/12 mm
  6. Campana presa pressione

I gruppi 1,2 e 3  sono normalmente installati al coronamento della diga ad una quota prossima a quella del livello massimo dell’invaso.

Per il collegamento fra la bilancia e l’unità di acquisizione 4c per trasmissione seriale. Il collegamento fra il gruppo di regolazione pressione e la campana di presa pressione viene realizzato mediante due tubi in rame F=10/12 mm.