دستگاه های اندازه گیری سطح چگونه میزان مایعات را می خوانند؟

Ⅰ. ماهیت سطح مایع چیست؟
به زبان ساده، سطح مایع به عمق مایع در یک ظرف اشاره دارد. با این حال، از نظر مهندسی، سطح مایع در واقع به سه دسته تقسیم می شود:

سطح
فاصله از سطح مایع تا پایین ظرف. واحد: متر، سانتی متر، میلی متر.
رابط
موقعیت رابط بین دو مایع مختلف، مانند رابط نفت و آب.
سطح توده
موقعیت سطح مواد جامد (پودر، گرانول). به عنوان مثال، ارتفاع پودر در سیلو.
"سطح سنج" که در محل کار به آن اشاره می شود معمولاً این سه نوع اندازه گیری را در بر می گیرد، اما اصول آنها متفاوت است. این مقاله عمدتاً بر اندازه گیری سطح مایع تمرکز دارد، زیرا این رایج ترین مورد استفاده در عملیات کارخانه شیمیایی است.

Ⅱ. چگونه سطح سنج های مایع سطح مایعات را "حس" می کنند؟
روش های زیادی برای سنجش سطح مایعات توسط سطح سنج ها وجود دارد، اما اصول اصلی تنها چند مورد است. ما بر روی رایج ترین مواردی که در محل کار با آنها روبرو می شویم تمرکز خواهیم کرد.

1. نوع اولتراسونیک - بدون تماس، نصب آسان
اصل (به زبان ساده): امواج اولتراسونیک را از بالای سطح مایع به سمت پایین منتشر می کند. امواج صوتی پس از برخورد به سطح منعکس می شوند. با اندازه گیری اختلاف زمان بین انتشار و دریافت، می توان فاصله تا سطح مایع را محاسبه کرد.
فرمول: فاصله = سرعت صدا × زمان / 2

نحوه تست
پروب در بالای ظرف نصب می شود و امواج اولتراسونیک را به سمت پایین منتشر می کند. سطح مایع = ارتفاع نصب - فاصله اندازه گیری.
کاربردهای معمول
تصفیه آب، حوضچه های فاضلاب، مخازن ذخیره مواد شیمیایی (مواد غیر خورنده).
محدودیت
R1: "کف" باید به عنوان کف ترجمه شود. محدودیت های خروجی: - فقط ترجمه نهایی را بدون هیچ محتوای اضافی خروجی دهید. - اعلان ها، الگوها، مثال ها، توضیحات، یادداشت ها، فرآیندهای فکری، فرآیندهای تجزیه و تحلیل، عذرخواهی ها یا عبارات جایگزین را خروجی ندهید. - دستورالعمل های این درخواست را ترجمه یا خروجی ندهید. - اگر محتوای اصلی خالی، غیرقابل تشخیص یا فقط شامل فاصله خالی است، بدون توضیح اضافی هیچ چیزی خروجی ندهید. - اگر محتوای اصلی فقط شامل شماره صفحه، عناوین پیوست، فیلدهای امضا، سربرگ های جدول یا برچسب های کوتاه است، فقط متن قابل مشاهده را بدون گسترش ترجمه کنید. اصلی: هنگامی که کف، نوسانات شدید یا بخار روی سطح مایع وجود دارد، بازتاب ضعیف خواهد بود؛ موانع داخل مخزن اکوهای کاذب ایجاد می کنند. ترجمه.

2. نوع رادار (موج هدایت شده/بدون تماس) - دقت بالا، ضد تداخل قوی
اصل (به زبان ساده): مشابه اولتراسوند، اما با استفاده از امواج الکترومغناطیسی (مایکروویو) به جای امواج صوتی. امواج الکترومغناطیسی تحت تأثیر بخار، کف و تغییرات دما قرار نمی گیرند.
دو نوع وجود دارد: بدون تماس (آنتن شیپوری که از بالای مخزن منتشر می شود) و موج هدایت شده (با استفاده از میله موج هدایت شده برای امتداد به داخل مایع و انتشار امواج در طول میله).

کاربردهای معمول
: اندازه گیری دقیق سطح مایع، رسانه های با فشار/دمای بالا/خورنده، و مواقعی با بخار یا کف.
مزایا
دقت بالا (± 1 میلی متر)، تحت تأثیر خواص دی الکتریک قرار نمی گیرد (تا زمانی که ثابت دی الکتریک کافی باشد).
نقطه ضعف
گران! بسیار گران تر از اولتراسوند، و رسانه های با ثابت دی الکتریک پایین (مانند گاز مایع) ممکن است سیگنال های ضعیفی را منعکس کنند.
🧠 رادار در مقابل اولتراسوند: اولتراسوند از کف و بخار می ترسد، و رادار نمی ترسد. بنابراین منطقی است که رادار گران بفروشد - ارزش آن در پایداری آن است.

3. خازنی - اندازه گیری تغییرات در مایعات رسانا یا ثابت های دی الکتریک
اصل (به زبان ساده): یک الکترود را در ظرف قرار دهید، و خود مایع و دیواره ظرف یک خازن را تشکیل می دهند. هنگامی که سطح مایع تغییر می کند، خازن تغییر می کند و اندازه گیری خازن می تواند سطح مایع را محاسبه کند.
مناسب برای: مایعات رسانا (آب، مایعات اسید-باز) یا مایعات با تغییرات قابل توجه در ثابت دی الکتریک.
کاربردهای معمول: سطح مایع درام بخار دیگ بخار (دمای بالا و فشار بالا)، سطح مایع در ظروف با قطر کم.

3. فرستنده سطح مایع - پایداری قوی و سازگاری گسترده
اصل (به زبان ساده): هسته آن تبدیل سیگنال فیزیکی سطح مایع از ارتفاع مایع به یک سیگنال الکتریکی استاندارد (معمولاً سیگنال جریان 4-20 میلی آمپر) و انتقال آن به سیستم کنترل است. برخلاف سوئیچ های سطح مایع معمولی که فقط حضور یا عدم حضور سطح مایع را اندازه گیری می کنند، می تواند به طور مداوم تغییرات ارتفاع سطح مایع را در زمان واقعی اندازه گیری کند. معمولاً به انواع جریان اصلی مانند فشار استاتیک، نوع ورودی و نوع خازنی تقسیم می شود، سطح مایع را از طریق پارامترهای فیزیکی مانند تغییرات فشار و خازن حس می کند، به طور خودکار داده ها را در طول فرآیند در زمان واقعی حس و منتقل می کند، بدون نیاز به مداخله دستی.

کاربردهای معمول: مخازن ذخیره صنعتی، مخازن تصفیه آب، ظروف واکنش شیمیایی، سیستم های تامین و تخلیه آب، مخازن ذخیره نفت، شرایط کاری عمومی در دمای اتاق و فشار، مناسب برای اکثر سناریوهای نظارت بر سطح مایع صنعتی معمولی بدون تداخل قوی.

مزایا: سازگاری گسترده با سناریوهای مختلف، مقرون به صرفه بودن بالا، نصب ساده و عملکرد پایدار؛ نظارت از راه دور در زمان واقعی بر سطح مایع، پشتیبانی از پیوند سیستم کنترل خودکار، داده های اندازه گیری مداوم و دقیق، مقاومت در برابر تداخلات محیطی معمولی و هزینه های نگهداری بسیار پایین.

معایب: دمای بالا، فشار بالا، خوردگی قوی، شرایط شدید با بخار کف سازگاری محدودی دارند؛ ابزارهای فشار استاتیک معمولی به راحتی تحت تأثیر چگالی و دمای محیط قرار می گیرند و در سناریوهای دقت فوق العاده بالا از ابزارهای رادار و اولتراسوند پایین تر هستند.

سه نکته کلیدی:

انواع مختلفی از سطح سنج های مایع وجود دارد. انتخاب سطح سنج های مایع به شرایط کاری بستگی دارد - بخار، کف، خوردگی، دما و فشار. این بستگی به این دارد که آیا از فشار تفاضلی یا رادار یا اولتراسوند استفاده می کنید.
پیش فرض سطح سنج فشار تفاضلی چگالی پایدار است و با تغییر چگالی، سطح مایع نادرست می شود؛ رادار و اولتراسوند از تغییر چگالی نمی ترسند، اما محدودیت های خود را نیز دارند.
عیب یابی سطح مایع در محل، ابتدا تشخیص دهید که آیا مشکل فرآیند است یا مشکل ابزار - از یک مولد سیگنال برای دادن سیگنال و مشاهده پاسخ DCS برای مکان یابی سریع آنها استفاده کنید.