Seviye ölçüm cihazları sıvı seviyelerini nasıl "okuyor"?

I. Sıvı seviyesinin özü nedir?
Basitçe ifade etmek gerekirse, sıvı seviyesi bir kaptaki sıvının derinliğidir. Ancak mühendislik terimleriyle, sıvı seviyesi aslında üç kategoriye ayrılır:

Seviye
Sıvı yüzeyinden kabın dibine olan mesafe. Birim: metre, santimetre, milimetre.
Arayüz
Yağ-su arayüzü gibi iki farklı sıvının arayüzünün konumu.
Yığın seviyesi
Katı malzemelerin (toz, granül) yüzey konumu. Örneğin, silodaki tozun yüksekliği.
"Saha üzerinde belirtilen "seviye göstergesi" tipik olarak bu üç ölçüm türünü kapsar, ancak prensipleri farklıdır. Bu makale, kimyasal tesis operasyonlarında en yaygın olarak kullanıldığı için öncelikle sıvı seviyesi ölçümüne odaklanmaktadır.

II. Sıvı seviye göstergeleri sıvı seviyelerini nasıl "hisseder"?
Seviye göstergelerinin sıvı seviyelerini hissetmesi için birçok yöntem vardır, ancak temel prensipler sadece birkaç tanedir. Sahada karşılaşılan en yaygın olanlara odaklanacağız

1. Ultrasonik tip - Temassız, kurulumu kolay
Prensip (basit dilde): Sıvı yüzeyinin üstünden aşağıya doğru ultrasonik dalgalar yayar. Ses dalgaları yüzeye çarptığında geri yansır. Yayılma ve alma arasındaki zaman farkını ölçerek, sıvı yüzeyine olan mesafe hesaplanabilir.
Formül: Mesafe = Ses Hızı × Zaman / 2

Nasıl test edilir
Prob, kabın üst kısmına monte edilir ve aşağıya doğru ultrasonik dalgalar yayar. Sıvı seviyesi = kurulum yüksekliği - ölçüm mesafesi.
Tipik Uygulamalar
Su arıtma, kanalizasyon göletleri, kimyasal depolama tankları (aşındırıcı olmayan ortamlar).
Sınırlama
Köpük olduğunda, şiddetli dalgalanmalar veya sıvı yüzeyinde buhar olduğunda, yansıma zayıf olacaktır; tank içindeki engeller yanlış yankılara neden olacaktır.

2. Radar tipi (kılavuzlu dalga/temassız) - yüksek doğruluk, güçlü parazit önleyici
Prensip (basit dilde): Ultrasona benzer, ancak ses dalgaları yerine elektromanyetik dalgalar (mikrodalgalar) kullanır. Elektromanyetik dalgalar buhar, köpük ve sıcaklık değişimlerinden etkilenmez.
İki türü vardır: temassız (tankın üstünden yayan boynuzlu anten) ve kılavuzlu dalga (sıvıya uzanan ve dalgaları çubuk boyunca yayan bir kılavuzlu dalga çubuğu kullanarak).

Tipik Uygulamalar
: Yüksek hassasiyetli sıvı seviyesi ölçümü, yüksek basınçlı/yüksek sıcaklıklı/aşındırıcı ortamlar ve buhar veya köpük olan durumlar.
Avantajlar
Yüksek hassasiyet (± 1 mm), dielektrik özelliklerden etkilenmez (dielektrik sabiti yeterli olduğu sürece).
Dezavantaj
Pahalı! Ultrasonikten çok daha pahalı ve düşük dielektrik sabitli ortamlar (sıvılaştırılmış gaz gibi) zayıf sinyaller yansıtabilir.
Radar vs ultrason: ultrason köpükten ve buhardan korkar, radar korkmaz. Bu yüzden radarın pahalı satılması mantıklı - değer istikrarında yatar.

3. Kapasitif - iletken sıvıların veya dielektrik sabitlerinin değişimlerini ölçme
Prensip (basit dilde): Bir elektrot bir kaba yerleştirilir ve sıvı kendisi ve kap duvarı bir kapasitör oluşturur. Sıvı seviyesi değiştiğinde, kapasitans değişir ve kapasitansın ölçülmesi sıvı seviyesini hesaplayabilir.
Uygun olduğu yerler: iletken sıvılar (su, asit-baz sıvıları) veya dielektrik sabitinde önemli değişiklikler olan sıvılar.
Tipik uygulamalar: kazan buhar tamburu sıvı seviyesi (yüksek sıcaklık ve yüksek basınç), küçük çaplı kap sıvı seviyesi.

3. Sıvı seviye vericisi - güçlü stabilite ve geniş uyumluluk
Prensip (basit dilde): Çekirdek, fiziksel sıvı seviyesi sinyalini sıvı yüksekliğinden standart bir elektrik sinyaline (yaygın olarak 4-20mA akım sinyali) dönüştürmek ve kontrol sistemine iletmektir. Sıvı seviyesinin varlığını veya yokluğunu ölçen sıradan sıvı seviye anahtarlarından farklı olarak, sıvı seviyesi yüksekliğindeki değişiklikleri gerçek zamanlı olarak sürekli olarak ölçebilir. Yaygın olarak statik basınç, giriş tipi ve kapasitans tipi gibi ana akım türlerine ayrılır, basınç ve kapasitans değişiklikleri gibi fiziksel parametreler aracılığıyla sıvı seviyesini algılar, tüm süreç boyunca verileri gerçek zamanlı olarak otomatik olarak algılar ve iletir, manuel müdahaleye gerek kalmadan.

Tipik uygulamalar: endüstriyel depolama tankları, su arıtma tankları, kimyasal reaksiyon kapları, su temini ve drenaj sistemleri, petrol depolama tankları, oda sıcaklığı ve basıncında genel çalışma koşulları, güçlü parazit olmayan çoğu geleneksel endüstriyel sıvı seviyesi izleme senaryoları için uygundur.

Avantajlar: Çeşitli senaryolara geniş uyumluluk, yüksek maliyet etkinliği, basit kurulum ve kararlı çalışma; Sıvı seviyesinin uzaktan gerçek zamanlı izlenmesi, otomatik kontrol sistemi bağlantısını destekleme, sürekli ve doğru ölçüm verileri, geleneksel çevresel parazitlere karşı direnç ve son derece düşük bakım maliyetleri.

Dezavantajlar: üst düzey yüksek sıcaklık, yüksek basınç, güçlü korozyon, köpük buharı olan aşırı koşullarda sınırlı uyumluluk; Sıradan statik basınçlı cihazlar ortam yoğunluğundan ve sıcaklığından kolayca etkilenir ve ultra yüksek hassasiyetli senaryolarda radar ve ultrasonik cihazlardan daha düşüktür.

Üç anahtar nokta:

Sıvı seviye göstergelerinin birçok türü vardır. Sıvı seviye göstergelerinin seçimi çalışma koşullarına bağlıdır - buhar, köpük, korozyon, sıcaklık ve basınç. Diferansiyel basınç mı yoksa radar mı yoksa ultrason mu kullandığınıza bağlıdır.
Diferansiyel basınçlı seviye göstergesinin öncülü, sabit yoğunluktur ve yoğunluk değiştiğinde sıvı seviyesi yanlış olur; Radar ve ultrason yoğunluk değişikliklerinden korkmaz, ancak kendi sınırlamaları da vardır.
Saha sıvı seviyesi arıza teşhisi, önce bir işlem sorunu mu yoksa bir cihaz sorunu mu olduğunu ayırt edin - hızlı bir şekilde yerleştirmek için DCS'nin tepkisini gözlemlemek üzere sinyal üreteci kullanın.