I mange bransjer brukes flytende og bulkmaterialer som teknologiske medier. I modusene for in-line produksjon av produkter, og spesielt med automatiske kontroller, er det nødvendig med konstant overvåking av parametrene til arbeidsmaterialer. Den vanligste metoden for slik kontroll er nivåmåling, hvor fyllingsgraden av ett eller annet kapasitivt utstyr overvåkes.
Implementering av teknologi
I dette tilfellet forstås nivået som høyden for å fylle den teknologiske installasjonen (tank, reservoar, tank, stempel) med arbeidsmediet. I seg selv er kunnskap om denne verdien nødvendig for styring og kontroll av produksjonsprosessen. Spesielt er slike målinger en nødvendig operasjon i kjemisk industri, oljeraffinering og næringsmiddelindustri. Å kjenne fyllingsnivået til tanken for å samle renset olje, for eksempel, kan operatøren stille inn de optimale parametrene for driften av pumpepumpenstasjoner. Og igjen, mange bransjer opererer med automatisering, slik at utdataene kan behandles av kontroller, som, selv uten deltakelse fra en operatør, gir kommandoer til de utøvende enhetene, under hensyntagen til informasjonen mottatt om fyllingsnivået til det kontrollerte apparatet. Avhengig av den spesifikke teknologiske driften og regnskapskravene, kan ulike enheter for nivåmåling endres - for eksempel finnes det metoder med et bredt måleområde fra 0,5 til 20 m, samt spesialiserte laboratoriekontrollopplegg som tar hensyn til et sm alt område fra 0 til 500 mm. Direkte måling utføres av fysiske, elektromagnetiske og ultralydenheter, hvorav noen også registrerer egenskapene til mediet - kjemisk sammensetning, trykk, temperatur osv.
Visuelle kontroller
Den enkleste måten å løse problemet på, der det er nok å bruke et standard måleverktøy. Rulett, linjaler, skuebriller og andre enheter brukes, som i prinsippet kan brukes under de gitte forholdene i et spesifikt produksjonsmiljø. Det mest teknologiske middelet for å måle nivået av denne typen er en fjern- eller bypass-indikator. Den er installert på siden av tanken ved hjelp av gjengede, flensede eller sveisede forbindelser. Indikasjonsprosessen leveres av et gjennomsiktig rør som fylles opp når væskenivået i måltanken stiger. Mer moderne bypass bruker sylindriske flottører med magnetindikasjonssystem. Men selv et slikt design anses som foreldet på grunn av betydelige begrensninger i kommunikasjonsmulighetene for grensesnitt med kontrollelektronikk og automasjonsutstyr.
Flytemålemetode
Også en av de enkleste tradisjonelle måtene å kontrollere fyllingsnivået på flytende medier. Den er basert på å feste posisjonen til flottøren på selve overflaten av den betjente væsken. Kontroll utføres i henhold til forskjellige prinsipper - mekanisk, magnetisk og magnetostriktiv. I ferd med å bevege seg endres arten av forbindelsen mellom flottøren og elementet som kontrollerer den, for eksempel en stivt festet spak. Festevinkelen endres når flottøren stiger, noe som er fikset av målesystemet. Vanligvis skjer denne typen nivåmåling i prosessen med å konvertere den samme vinkelen til et elektrisk signal. Oftest snakker vi ikke engang om å ta hensyn til spesifikke indikasjoner, men om å registrere øyeblikket en bestemt verdi nås. Med andre ord, når flottøren når det innstilte høydenivået, aktiveres nivåbryteren. I de enkleste kretsene lukkes kontakter, noe som fører til visse teknologiske handlinger - for eksempel stopper funksjonen til en væskepumpe.
Hydrostatiske målinger av væsker
Nøkkelmålefaktoren i dette nivåmålersystemet er hydrostatisk trykk. Det vil si at det brukes en trykkmåler med passende egenskaper og en nedsenkbar trykksensor. Dessuten er en viktig betingelse for kontrollseparasjon av sensoren fra arbeidsmediet med en spesiell membran på den ene siden, og på den annen side må atmosfærisk trykk tilføres gjennom kapillærtilførselen fra fyllstoffet. I prosessen med å måle med denne typen nivå, kontrolleres overtrykk, hvis indikator påvirker egenskapene til genereringen av et enhetlig signal. Dessuten er en elektrisk enhet med omformer koblet til trykkmåleren, som er ansvarlig for å varsle om visse endringer som har skjedd i det kontrollerte miljøet. Som et alternativ til denne metoden for å måle hydrostatisk trykk, er det mulig å kontrollere trykket til en gass som pumpes inn i en analog av et kapillarrør fra siden av væsken som fyller tanken. Denne modellen av den hydrostatiske trykkmåleren kalles piezometrisk.
Radarnivåmålere
I noen bransjer brukes en universell tilnærming for å måle høydenivåene på fylling med prosessmedier. For arbeid med væsker, gasser og bulkmaterialer er radarutstyr optim alt egnet, hvis drift er basert på analyse av frekvensmodulerte oscillasjoner. Tiden for forplantning og retur av udempede svingninger fra spesielle antenner til det betjente miljøet måles. Bølgebånd kan variere fra én til titalls GHz. Selve sender- og mottaksantennene kan ha en annen enhet og strålingsegenskaper. For å måle væskenivået i kjemisk industri brukes for eksempel stangantenner.med et høydemåleområde på opptil 20 m. For medier, hvis styring har økte krav til nøyaktighet, brukes parabolske og plane enheter. Vanligvis er dette områder innen teknisk regnskap, hvor det er viktig å fikse mål opp til 1 mm.
Bruk av radioisotopteknikker
Hovedspesialiseringen til denne typen nivåmålere er kontroll av bulkmaterialer og flytende medier i lukkede tanker. Prinsippet for drift av radioisotopapparatet er basert på absorpsjon av gammastråler som passerer gjennom laget av målmediet. Teknisk sett organiseres måleprosessen ved hjelp av en strålekilde og en mottaker. De to enhetene er opphengt eller montert på en bærende struktur og styres av en reversibel elektrisk motor som endrer posisjon i høyden avhengig av gjeldende fyllingsnivå. Hvis systemet for å måle nivået til arbeidsmediet er over overflaten, vil strålingen fra mottakssignalet være sterk, siden det ikke er noen hindring i veien. Derfor får den elektriske motoren fra kontrolleren et signal om å senke utstyret. Posisjonen til målefestet vil kontrollere signalet i tanken ved kontinuerlig å mate og behandle bølgeformene.
Ultralydkontrollmetoder
Operasjonsprinsippet i dette tilfellet ligner i mange henseender radiofrekvensstyring, der et radiosignal sendes ut og fyllingsgraden av produksjonsområdet fastsettes av egenskapene til dets refleksjon fra det målte medietcontainere. Imidlertid bruker ultralydmetoden spesielle akustiske instrumenter for å måle fyllingsnivået. Det vil si at lydbølger forplanter seg, og funksjonen til utstyret ligner prinsippene for plassering. Indikatorene er festet i henhold til tidspunktet for passering av avstandssvingningene fra senderen til medieseparasjonslinjen og tilbake til mottaksenheten. Plasseringen av grensesnittet bestemmes fra sidene av luften (gassen) og målarbeidsmediet. Slik fungerer kombinerte høypresisjonsenheter, men i gruppen av ultralydnivåmålere er det enheter som målrettet kun kan kontrollere gass-luft (ufylt) eller bare arbeidsmiljøet.
Mikrobølgemetoder
En av de mest populære berøringsfrie måleteknologiene som kombinerer teknikkene og prinsippene for elektromagnetisk radarkontroll. Den mest lovende teknikken i denne klassen kan kalles retningsbestemt elektromagnetisk måling, der signalrefleksjonskoeffisienten bestemmes på grunnlag av mikrobølgepulser som kan trenge inn til bunnen av tanken, og omgå ulike typer uønskede urenheter og slampartikler. Det returnerte signalet, eller deler av det, måles for fullstendighet og hastighetsegenskaper. Tatt i betraktning tidspunktet for dens passasje, bestemmes graden av fylde. Mikrobølgemetoder for å måle nivået av arbeidsmedier er mye brukt i teknologiske oppgaver for å kontrollere fyllingen av granulære og pulvermaterialer. I slike industrier brukes sondermed enkelt oppheng på kabler, mens det i forhold til væsker benyttes doble og stangstøttekonstruksjoner. Generelt rettferdiggjør optimering av verktøy ved arbeid med faste stoffer seg selv på grunn av fysiske og mekaniske egenskaper som er forbundet med tekniske begrensninger i organiseringen av måleprosesser.
Konklusjon
De siste årene har teknologier for utvikling av nivåmålere for overvåking av prosessmedier gått gjennom flere grunnleggende viktige utviklingsstadier som har endret prinsippene for slike målinger. Blant de viktigste av disse er overgangen til berøringsfrie målemetoder og utvidelse av evner ved arbeid med aggressive væsker. I dag kan den samme berøringsfrie RF eller elektromagnetiske metoden gi nøyaktig kontroll av råolje, syre, smeltet svovel og flytende ammoniakk.
