În multe industrii, materialele lichide și în vrac sunt folosite ca medii tehnologice. În modurile de producție în linie a produselor, și în special cu controale automate, este necesară monitorizarea constantă a parametrilor materialelor de lucru. Cel mai obișnuit mijloc de astfel de control este măsurarea nivelului, în timpul căreia se monitorizează gradul de umplere a unuia sau altuia echipament capacitiv.
Implementarea tehnologiei
În acest caz, nivelul se înțelege ca înălțimea de umplere a instalației tehnologice (rezervor, rezervor, rezervor, piston) cu mediu de lucru. În sine, cunoașterea acestei valori este necesară pentru managementul și controlul procesului de producție. În special, astfel de măsurători sunt o operațiune necesară în industria chimică, rafinarea petrolului și industria alimentară. Cunoscând nivelul de umplere al rezervorului pentru colectarea uleiului purificat, de exemplu, operatorul poate seta parametrii optimi pentru funcționarea pompei de pomparestatii. Și, din nou, multe industrii operează pe automatizare, astfel încât datele de ieșire pot fi procesate de controlori, care, chiar și fără participarea unui operator, dau comenzi unităților executive, ținând cont de informațiile primite despre nivelul de umplere al aparatului controlat.. În funcție de operațiunea tehnologică și cerințele contabile specifice, se pot modifica diferite unități de măsurare a nivelului - de exemplu, există metode cu un domeniu larg de măsurare de la 0,5 la 20 m, precum și scheme specializate de control de laborator care iau în considerare un interval restrâns de la 0 până la 500 mm. Măsurarea directă se realizează prin dispozitive fizice, electromagnetice și cu ultrasunete, dintre care unele înregistrează și proprietățile mediului - compoziție chimică, presiune, temperatură etc.
Comenzi vizuale
Cea mai simplă modalitate de a rezolva problema, în care este suficient să folosiți un instrument de măsurare standard. Se folosesc rulete, rigle, ochelari de vedere și alte dispozitive care, în principiu, pot fi folosite în condițiile date ale unui anumit mediu de producție. Cel mai tehnologic mijloc de măsurare a nivelului de acest tip este un indicator de la distanță sau bypass. Se instaleaza in lateralul rezervorului prin intermediul unor racorduri filetate, cu flanse sau sudate. Procesul de indicare este asigurat de un tub transparent care se umple pe măsură ce nivelul lichidului din rezervorul țintă crește. Mai multe bypass-uri moderne folosesc flotoare cilindrice cu magneticesistem de indicare. Dar chiar și un astfel de design este considerat învechit din cauza limitărilor semnificative ale capacităților de comunicare de interfață cu electronicele de control și echipamentele de automatizare.
Metoda de măsurare cu plutitor
De asemenea, una dintre cele mai simple moduri tradiționale de a controla nivelul de umplere al mediilor lichide. Se bazează pe fixarea poziției flotorului pe însăși suprafața lichidului deservit. Controlul se realizează după diferite principii - mecanic, magnetic și magnetostrictiv. În procesul de mișcare, natura conexiunii dintre flotor și elementul care îl controlează, de exemplu, o pârghie fixată rigid, se schimbă. Unghiul de atașare se modifică atunci când plutitorul se ridică, care este fixat de sistemul de măsurare. De obicei, acest tip de măsurare a nivelului are loc în procesul de conversie a aceluiași unghi într-un semnal electric. Cel mai adesea, nici măcar nu vorbim despre luarea în considerare a indicațiilor specifice, ci despre înregistrarea momentului în care se atinge o anumită valoare. Cu alte cuvinte, atunci când plutitorul atinge nivelul de înălțime setat, comutatorul de nivel este activat. În cele mai simple circuite, contactele se închid, ceea ce duce la anumite acțiuni tehnologice - de exemplu, funcția unei pompe de lichid se oprește.
Măsurări hidrostatice ale fluidelor
Factorul cheie de măsurare în acest sistem de măsurare a nivelului este presiunea hidrostatică. Adică, se utilizează un manometru cu caracteristici adecvate și un senzor de presiune submersibil. Mai mult, o condiție importantă pentru control estesepararea senzorului de mediul de lucru printr-o membrană specială, pe de o parte, iar pe de altă parte, presiunea atmosferică trebuie furnizată prin alimentarea capilară din umplutură. În procesul de măsurare cu acest tip de nivel, presiunea în exces este controlată, indicatorul căruia afectează caracteristicile generării unui semnal unificat. De asemenea, la manometrul este conectat un dispozitiv electric cu convertor, care este responsabil de sesizarea anumitor modificări care au avut loc în mediul controlat. Ca o alternativă la această metodă de măsurare a presiunii hidrostatice, este posibil să se controleze presiunea unui gaz care este pompat într-un analog al unui tub capilar din partea lichidului care umple rezervorul. Acest model de manometru hidrostatic se numește piezometric.
indicatoare de nivel radar
În unele industrii, se utilizează o abordare universală pentru a măsura nivelurile de înălțime ale umplerii cu medii de proces. Pentru lucrul cu lichide, gaze și materiale în vrac, echipamentele radar sunt potrivite în mod optim, a căror funcționare se bazează pe analiza oscilațiilor cu frecvență modulată. Se măsoară timpul de propagare și întoarcere a oscilațiilor neamortizate de la antene speciale la mediul deservit. Benzile de undă pot varia de la unu la zeci de GHz. Antenele de transmisie-recepție în sine pot avea un dispozitiv și caracteristici de radiație diferite. Pentru a măsura nivelul lichidelor în industriile chimice, de exemplu, se folosesc antene cu tijă.cu un domeniu de măsurare a înălțimii de până la 20 m. Pentru medii, al căror control are cerințe sporite în ceea ce privește precizia, se folosesc dispozitive parabolice și plane. De obicei, acestea sunt domenii ale contabilității tehnice, unde este important să se fixeze măsurători de până la 1 mm.
Utilizarea tehnicilor radioizotopilor
Principala specializare a acestui tip de indicatori de nivel este controlul materialelor în vrac și al mediilor lichide în rezervoare închise. Principiul de funcționare al aparatului radioizotop se bazează pe absorbția razelor gamma care trec prin stratul mediului țintă. Din punct de vedere tehnic, procesul de măsurare este organizat folosind o sursă de radiații și un receptor. Cele două dispozitive sunt suspendate sau montate pe o structură de susținere și sunt controlate de un motor electric reversibil care își schimbă poziția în înălțime în funcție de nivelul actual de umplere. Dacă sistemul de măsurare a nivelului mediului de lucru este deasupra suprafeței sale, atunci radiația de la semnalul de recepție va fi puternică, deoarece nu există niciun obstacol în calea sa. Prin urmare, motorului electric de la controler i se dă un semnal pentru a coborî echipamentul. Poziția dispozitivului de măsurare va controla semnalul din rezervor prin alimentarea și procesarea continuă a formelor de undă.
Metode de control cu ultrasunete
Principiul de funcționare în acest caz este în multe privințe similar cu controlul radiofrecvenței, în care este emis un semnal radio, iar gradul de umplere a zonei de producție este fixat de caracteristicile reflectării acesteia din mediul măsuratcontainere. Cu toate acestea, metoda cu ultrasunete folosește instrumente acustice speciale pentru a măsura nivelul de umplere. Adică, undele sonore se propagă, iar funcționarea echipamentului este similară cu principiile locației. Indicatoarele sunt fixate în funcție de timpul de trecere a fluctuațiilor distanței de la emițător la linia de separare a mediilor și înapoi la dispozitivul de recepție. Locația interfeței este determinată din părțile laterale ale aerului (gaz) și ale mediului de lucru țintă. Așa funcționează dispozitivele combinate de în altă precizie, dar în grupul de instrumente de nivel cu ultrasunete există dispozitive care pot controla intenționat doar gaz-aer (neumplut) sau doar mediul de lucru.
Metode cu microunde
Una dintre cele mai populare tehnologii de măsurare fără contact care combină tehnicile și principiile controlului electromagnetic radar. Cea mai promițătoare tehnică din această clasă poate fi numită măsurare electromagnetică direcțională, în care coeficientul de reflexie a semnalului este determinat pe baza impulsurilor de microunde care pot pătrunde în fundul rezervorului, ocolind diferite tipuri de impurități nedorite și particule de nămol. Semnalul returnat, sau o parte a acestuia, este măsurat pentru caracterul complet și viteza. Luând în considerare timpul trecerii sale, se determină gradul de plenitudine. Metodele cu microunde pentru măsurarea nivelului de mediu de lucru sunt utilizate pe scară largă în sarcinile tehnologice de control al umplerii materialelor granulare și pulverulente. În astfel de industrii se folosesc sondecu o singura suspensie pe cabluri, in timp ce in raport cu lichide se folosesc structuri de sustinere duble si tije. În general, optimizarea sculelor atunci când se lucrează cu solide se justifică din motive de proprietăți fizice și mecanice care sunt asociate cu limitări tehnice în organizarea proceselor de măsurare.
Concluzie
În ultimii ani, tehnologiile de dezvoltare a instrumentelor de măsurare de nivel pentru monitorizarea mediilor de proces au trecut prin câteva etape fundamentale de dezvoltare care au schimbat principiile unor astfel de măsurători. Printre cele mai importante dintre acestea se numără trecerea la metode de măsurare fără contact și extinderea capacităților atunci când se lucrează cu lichide agresive. Astăzi, aceeași metodă RF sau electromagnetică fără contact poate oferi un control precis al țițeiului, acidului, sulfului topit și amoniacului lichid.
