در بسیاری از صنایع، مواد مایع و فله به عنوان رسانه های تکنولوژیکی استفاده می شوند. در حالت‌های تولید خطی محصولات و به‌ویژه با کنترل‌های خودکار، نظارت دائمی بر پارامترهای مواد کار مورد نیاز است. متداول ترین وسیله چنین کنترلی اندازه گیری سطح است که در طی آن درجه پر شدن یک یا آن تجهیزات خازنی نظارت می شود.
پیاده سازی فناوری
در این مورد، سطح به عنوان ارتفاع پر کردن تاسیسات فنی (مخزن، مخزن، مخزن، پیستون) با محیط کار درک می شود. به خودی خود آگاهی از این ارزش برای مدیریت و کنترل فرآیند تولید ضروری است. به طور خاص، چنین اندازه گیری ها یک عملیات ضروری در صنایع شیمیایی، پالایش نفت و مواد غذایی است. برای مثال اپراتور با دانستن سطح پر شدن مخزن برای جمع آوری روغن تصفیه شده، می تواند پارامترهای بهینه را برای عملکرد پمپ پمپاژ تنظیم کند.ایستگاه ها و باز هم، بسیاری از صنایع بر روی اتوماسیون کار می کنند، بنابراین داده های خروجی را می توان توسط کنترلرهایی پردازش کرد که حتی بدون مشارکت اپراتور، با در نظر گرفتن اطلاعات دریافتی در مورد سطح پر شدن دستگاه کنترل شده، دستوراتی را به واحدهای اجرایی می دهند.. بسته به عملیات فنی خاص و الزامات حسابداری، واحدهای مختلف اندازه گیری سطح ممکن است تغییر کند - به عنوان مثال، روش هایی با دامنه اندازه گیری گسترده از 0.5 تا 20 متر و همچنین طرح های کنترل آزمایشگاهی تخصصی وجود دارد که محدوده باریکی را در نظر می گیرند. 0 تا 500 میلی متر اندازه‌گیری مستقیم توسط دستگاه‌های فیزیکی، الکترومغناطیسی و اولتراسونیک انجام می‌شود که برخی از آنها ویژگی‌های محیط - ترکیب شیمیایی، فشار، دما و غیره را نیز ثبت می‌کنند.
کنترل های بصری
ساده ترین راه حل مسئله که در آن کافی است از یک ابزار اندازه گیری استاندارد استفاده کنید. رولت، خط کش، عینک دید و سایر وسایل استفاده می شود که اصولاً می توان از آنها در شرایط معین یک محیط تولید خاص استفاده کرد. فناورانه ترین وسیله برای اندازه گیری سطح این نوع یک نشانگر از راه دور یا بای پس است. با استفاده از اتصالات رزوه ای، فلنجی یا جوشی در کنار مخزن نصب می شود. فرآیند نشان دادن توسط یک لوله شفاف ارائه می شود که با بالا رفتن سطح مایع در مخزن هدف پر می شود. بای پس های مدرن تر از شناورهای استوانه ای با مغناطیسی استفاده می کنندسیستم نشانگر اما حتی چنین طراحی به دلیل محدودیت های قابل توجه در قابلیت های ارتباطی در ارتباط با الکترونیک کنترل و تجهیزات اتوماسیون منسوخ تلقی می شود.
روش اندازه گیری شناور
همچنین یکی از ساده ترین راه های سنتی برای کنترل سطح پر شدن محیط مایع است. این بر اساس تثبیت موقعیت شناور بر روی سطح مایع سرویس شده است. کنترل بر اساس اصول مختلف - مکانیکی، مغناطیسی و مغناطیسی انجام می شود. در فرآیند حرکت، ماهیت اتصال بین شناور و عنصر کنترل کننده آن، به عنوان مثال، یک اهرم کاملاً ثابت، تغییر می کند. زاویه اتصال با بالا آمدن شناور تغییر می کند که توسط سیستم اندازه گیری ثابت می شود. به طور معمول، این نوع اندازه گیری سطح در فرآیند تبدیل همان زاویه به سیگنال الکتریکی اتفاق می افتد. اغلب، ما حتی در مورد در نظر گرفتن نشانه های خاص صحبت نمی کنیم، بلکه در مورد ثبت لحظه ای که به یک مقدار خاص می رسد صحبت می کنیم. به عبارت دیگر، هنگامی که شناور به سطح ارتفاع تعیین شده رسید، کلید سطح فعال می شود. در ساده ترین مدارها، مخاطبین بسته می شوند، که منجر به اقدامات تکنولوژیکی خاصی می شود - به عنوان مثال، عملکرد پمپ مایع متوقف می شود.
اندازه گیری هیدرواستاتیک سیالات
فاکتور کلیدی اندازه گیری در این سیستم سطح سنج فشار هیدرواستاتیک است. یعنی از فشارسنج با مشخصات مناسب و سنسور فشار شناور استفاده می شود. علاوه بر این، یک شرط مهم برای کنترل استجداسازی سنسور از محیط کار توسط یک غشای خاص از یک طرف و از طرف دیگر فشار اتمسفر باید از طریق منبع مویرگی از پرکننده تامین شود. در فرآیند اندازه گیری با این نوع سطح، فشار اضافی کنترل می شود که نشانگر آن بر ویژگی های تولید یک سیگنال یکپارچه تأثیر می گذارد. همچنین یک دستگاه الکتریکی با یک مبدل به گیج فشار متصل می شود که وظیفه اطلاع رسانی در مورد تغییرات خاصی که در محیط کنترل شده رخ داده است را بر عهده دارد. به عنوان جایگزینی برای این روش اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک، می توان فشار گازی را که از سمت مایع پرکننده مخزن به داخل آنالوگ یک لوله مویین پمپ می شود، کنترل کرد. این مدل از گیج فشار هیدرواستاتیک پیزومتریک نامیده می شود.
سطح سنج رادار
در برخی صنایع، یک رویکرد جهانی برای اندازه گیری سطوح ارتفاع پر کردن با محیط های فرآیندی استفاده می شود. برای کار با مایعات، گازها و مواد فله، تجهیزات رادار به طور بهینه مناسب هستند که عملکرد آن بر اساس تجزیه و تحلیل نوسانات مدوله شده فرکانس است. زمان انتشار و بازگشت نوسانات بدون میرا از آنتن های ویژه به محیط سرویس اندازه گیری می شود. باند موج می تواند از یک تا ده ها گیگاهرتز متفاوت باشد. خود آنتن های گیرنده و فرستنده ممکن است ویژگی های دستگاه و تشعشع متفاوتی داشته باشند. برای اندازه گیری سطح مایعات در صنایع شیمیایی به عنوان مثال از آنتن های میله ای استفاده می شود.با محدوده اندازه گیری ارتفاع تا 20 متر برای مدیاهایی که کنترل آنها از نظر دقت نیازمندی ها را افزایش داده است از دستگاه های سهموی و مسطح استفاده می شود. معمولاً اینها حوزه‌هایی از حسابداری فنی هستند که در آنها مهم است که اندازه‌گیری‌ها را تا 1 میلی‌متر ثابت کنیم.
استفاده از تکنیک های رادیوایزوتوپ
تخصص اصلی این نوع سطح سنج ها کنترل مواد حجیم و رسانه های مایع در مخازن بسته می باشد. اصل عملکرد دستگاه رادیوایزوتوپ بر اساس جذب پرتوهای گاما است که از لایه محیط هدف عبور می کند. از نظر فنی، فرآیند اندازه گیری با استفاده از یک منبع تشعشع و یک گیرنده سازماندهی می شود. این دو دستگاه به صورت معلق یا بر روی یک سازه نگهدارنده نصب می شوند و توسط یک موتور الکتریکی برگشت پذیر کنترل می شوند که بسته به سطح پر شدن جریان، موقعیت آنها را در ارتفاع تغییر می دهد. اگر سیستم اندازه گیری سطح محیط کار بالاتر از سطح آن باشد، تابش سیگنال دریافت کننده قوی خواهد بود، زیرا هیچ مانعی در مسیر آن وجود ندارد. بنابراین، به موتور الکتریکی از کنترلر سیگنالی برای پایین آوردن تجهیزات داده می شود. موقعیت دستگاه اندازه گیری سیگنال را در مخزن با تغذیه و پردازش مداوم شکل موج ها کنترل می کند.
روش های کنترل اولتراسونیک
اصل کار در این مورد از بسیاری جهات شبیه به کنترل فرکانس رادیویی است که در آن یک سیگنال رادیویی ساطع می شود و درجه پر شدن منطقه تولید با ویژگی های بازتاب آن از محیط اندازه گیری شده ثابت می شود.ظروف با این حال، در روش اولتراسونیک از ابزارهای صوتی ویژه برای اندازه گیری سطح پر شدن استفاده می شود. یعنی امواج صوتی منتشر می شوند و عملکرد تجهیزات مشابه اصول مکان یابی است. نشانگرها با توجه به زمان عبور نوسانات فاصله از امیتر به خط جداسازی رسانه و برگشت به دستگاه گیرنده ثابت می شوند. محل رابط از طرفین هوا (گاز) و رسانه کاری هدف تعیین می شود. دستگاه های ترکیبی با دقت بالا اینگونه کار می کنند، اما در گروه سطح سنج های اولتراسونیک دستگاه هایی وجود دارند که می توانند به طور هدفمند فقط هوای گاز (پر نشده) یا فقط محیط کار را کنترل کنند.
روش‌های مایکروویو
یکی از محبوب ترین فناوری های اندازه گیری غیر تماسی که تکنیک ها و اصول کنترل الکترومغناطیسی راداری را ترکیب می کند. امیدوارکننده ترین روش این کلاس را می توان اندازه گیری الکترومغناطیسی جهت دار نامید که در آن ضریب انعکاس سیگنال بر اساس پالس های مایکروویو تعیین می شود که می توانند به کف مخزن نفوذ کنند و انواع مختلفی از ناخالصی ها و ذرات لجن ناخواسته را دور بزنند. سیگنال برگشتی یا بخشی از آن برای ویژگی های کامل و سرعت اندازه گیری می شود. با در نظر گرفتن زمان عبور آن، درجه پری مشخص می شود. روش های مایکروویو برای اندازه گیری سطح محیط کار به طور گسترده ای در کارهای تکنولوژیکی کنترل پر کردن مواد دانه ای و پودری استفاده می شود. در چنین صنایعی از پروب استفاده می شودبا یک تعلیق بر روی کابل ها، در حالی که در رابطه با مایعات، از سازه های پشتیبانی دوبل و میله ای استفاده می شود. به طور کلی، بهینه سازی ابزار هنگام کار با جامدات خود را به دلایل خواص فیزیکی و مکانیکی که با محدودیت های فنی در سازماندهی فرآیندهای اندازه گیری مرتبط است، توجیه می کند.
نتیجه گیری
در سال‌های اخیر، فناوری‌های توسعه سطح سنج‌ها برای نظارت بر رسانه‌های فرآیند، چندین مرحله اساسی توسعه را پشت سر گذاشته‌اند که اصول این اندازه‌گیری‌ها را تغییر داده است. از جمله مهم ترین آنها انتقال به روش های اندازه گیری بدون تماس و گسترش قابلیت ها هنگام کار با مایعات تهاجمی است. امروزه، همان روش RF غیر تماسی یا الکترومغناطیسی می تواند کنترل دقیق نفت خام، اسید، گوگرد مذاب و آمونیاک مایع را فراهم کند.
