Daugelyje pramonės šakų skystos ir birios medžiagos naudojamos kaip technologinės priemonės. Gaminių gamybos eilėje režimuose, o ypač su automatiniais valdikliais, būtina nuolat stebėti darbinių medžiagų parametrus. Dažniausia tokio valdymo priemonė yra lygio matavimas, kurio metu stebimas vienos ar kitos talpinės įrangos pripildymo laipsnis.
Technologijos diegimas
Šiuo atveju lygis suprantamas kaip technologinio įrenginio (bako, rezervuaro, bako, stūmoklio) užpildymo darbine terpe aukštis. Šios vertės žinojimas savaime yra būtinas gamybos proceso valdymui ir kontrolei. Visų pirma, tokie matavimai yra būtina operacija chemijos, naftos perdirbimo ir maisto pramonėje. Pavyzdžiui, žinodamas išvalyto aliejaus surinkimo bako pripildymo lygį, operatorius gali nustatyti optimalius siurblio siurblio veikimo parametrus.stotyse. Ir vėlgi, daugelis pramonės šakų veikia automatizuodami, todėl išvesties duomenis gali apdoroti valdikliai, kurie net ir nedalyvaujant operatoriui duoda komandas vykdomiesiems padaliniams, atsižvelgdami į gautą informaciją apie valdomo aparato užpildymo lygį.. Priklausomai nuo konkrečios technologinės eksploatacijos ir apskaitos reikalavimų, skirtingi lygio matavimo vienetai gali keistis – pavyzdžiui, yra metodai, kurių matavimo diapazonas platus nuo 0,5 iki 20 m, taip pat specializuotos laboratorinės kontrolės schemos, kuriose atsižvelgiama į siaurą diapazoną nuo 0,5 iki 20 m. nuo 0 iki 500 mm. Tiesioginiai matavimai atliekami fiziniais, elektromagnetiniais ir ultragarsiniais prietaisais, kai kurie iš jų taip pat registruoja terpės savybes – cheminę sudėtį, slėgį, temperatūrą ir kt.
Vizualiniai valdikliai
Paprasčiausias problemos sprendimo būdas, kuriam užtenka naudoti standartinį matavimo įrankį. Naudojamos ruletės, liniuotės, stebėjimo akiniai ir kiti prietaisai, kurie iš esmės gali būti naudojami tam tikromis konkrečios gamybos aplinkos sąlygomis. Technologiškiausia šio tipo lygio matavimo priemonė yra nuotolinis arba aplinkkelio indikatorius. Jis montuojamas rezervuaro šone srieginėmis, flanšinėmis arba suvirintomis jungtimis. Indikacijos procesą užtikrina permatomas vamzdelis, kuris prisipildo, kai skysčio lygis tiksliniame bake pakyla. Šiuolaikiškesniuose aplinkkeliuose naudojamos cilindrinės plūdės su magnetinėmisindikacijos sistema. Tačiau net ir toks dizainas laikomas pasenusiu dėl didelių ryšio galimybių, susijusių su valdymo elektronika ir automatikos įranga, apribojimų.
Plūdės matavimo metodas
Taip pat vienas iš paprasčiausių tradicinių būdų kontroliuoti skystos terpės pripildymo lygį. Jis pagrįstas plūdės padėties fiksavimu pačiame aptarnaujamo skysčio paviršiuje. Valdymas vykdomas pagal skirtingus principus – mechaninį, magnetinį ir magnetostrikcinį. Judėjimo metu keičiasi plūdės ir ją valdančio elemento, pavyzdžiui, standžiai fiksuotos svirties, jungties pobūdis. Tvirtinimo kampas keičiasi, kai plūdė pakyla, tai fiksuoja matavimo sistema. Paprastai tokio tipo lygio matavimas vyksta tą patį kampą paverčiant elektriniu signalu. Dažniausiai kalbame net ne apie konkrečių indikacijų atsižvelgimą, o apie momento, kai pasiekiama konkreti reikšmė, registravimą. Kitaip tariant, kai plūdė pasiekia nustatytą aukščio lygį, įjungiamas lygio jungiklis. Paprasčiausiose grandinėse kontaktai užsidaro, o tai lemia tam tikrus technologinius veiksmus – pavyzdžiui, sustoja skysčio siurblio funkcija.
Skysčių hidrostatiniai matavimai
Pagrindinis matavimo veiksnys šioje lygio matuoklio sistemoje yra hidrostatinis slėgis. Tai yra, naudojamas manometras su tinkamomis charakteristikomis ir panardinamas slėgio jutiklis. Be to, svarbi kontrolės sąlyga yrajutiklio atskyrimas nuo darbinės terpės specialia membrana, kita vertus, atmosferos slėgis turi būti tiekiamas per kapiliarinį tiekimą iš užpildo. Matuojant tokio tipo lygiu, kontroliuojamas perteklinis slėgis, kurio indikatorius turi įtakos vieningo signalo generavimo savybėms. Taip pat prie manometro prijungiamas elektros prietaisas su keitikliu, kuris yra atsakingas už pranešimą apie tam tikrus pokyčius, įvykusius kontroliuojamoje aplinkoje. Kaip alternatyva šiam hidrostatinio slėgio matavimo metodui, galima reguliuoti dujų, kurios pumpuojamos į kapiliarinio vamzdžio analogą iš skysčio, pripildančio baką, slėgį. Šis hidrostatinio slėgio matuoklio modelis vadinamas pjezometriniu.
Radaro lygio matuokliai
Kai kuriose pramonės šakose naudojamas universalus būdas matuoti užpildymo technologinėmis terpėmis aukščio lygius. Darbui su skysčiais, dujomis ir biriomis medžiagomis optimaliai tinka radaro įranga, kurios veikimas pagrįstas dažnio moduliuojamų virpesių analize. Matuojamas neslopintų svyravimų sklidimo ir grįžimo iš specialių antenų į aptarnaujamą aplinką laikas. Bangų juostos gali skirtis nuo vieno iki dešimčių GHz. Pačios siuntimo ir priėmimo antenos gali turėti skirtingą įrenginį ir spinduliavimo charakteristikas. Pavyzdžiui, skysčių lygiui matuoti chemijos pramonėje naudojamos strypų antenos.kurių aukščių matavimo diapazonas iki 20 m.. Terpėms, kurių valdymui keliami didesni reikalavimai tikslumo atžvilgiu, naudojami paraboliniai ir plokštieji įtaisai. Dažniausiai tai yra techninės apskaitos sritys, kuriose svarbu fiksuoti matavimus iki 1 mm.
Radioizotopų metodų naudojimas
Pagrindinė šio tipo lygio matuoklių specializacija yra birių medžiagų ir skystų terpių uždarose talpyklose kontrolė. Radioizotopinio aparato veikimo principas pagrįstas gama spindulių, praeinančių per tikslinės terpės sluoksnį, absorbcija. Techniškai matavimo procesas organizuojamas naudojant spinduliuotės š altinį ir imtuvą. Abu įrenginiai yra pakabinami arba montuojami ant laikančiosios konstrukcijos ir yra valdomi reversiniu elektros varikliu, kuris keičia jų padėtį aukštyje, priklausomai nuo esamo pripildymo lygio. Jei darbinės terpės lygio matavimo sistema yra virš jos paviršiaus, tada priimančiojo signalo spinduliuotė bus stipri, nes jos kelyje nėra kliūčių. Todėl elektros varikliui iš valdiklio duodamas signalas nuleisti įrangą. Matavimo įtaiso padėtis valdys signalą rezervuare nuolat tiekdama ir apdorodama bangų formas.
Ultragarsiniai valdymo metodai
Veikimo principas šiuo atveju daugeliu atžvilgių panašus į radijo dažnio valdymą, kai skleidžiamas radijo signalas, o gamybos zonos užpildymo laipsnis nustatomas pagal jo atspindžio nuo išmatuojamos terpės charakteristikas.konteineriai. Tačiau ultragarso metodu pripildymo lygiui matuoti naudojami specialūs akustiniai instrumentai. Tai yra, garso bangos sklinda, o įrangos veikimas panašus į vietos nustatymo principus. Rodikliai fiksuojami pagal atstumo svyravimų praėjimo laiką nuo emiterio iki medijos atskyrimo linijos ir atgal iki priėmimo įrenginio. Sąsajos vieta nustatoma iš oro (dujų) ir tikslinės darbo terpės pusių. Taip veikia kombinuoti didelio tikslumo prietaisai, tačiau ultragarsinių lygio matuoklių grupėje yra įrenginių, galinčių tikslingai valdyti tik dujas-orą (neužpildytas) arba tik darbo aplinką.
Mikrobangų krosnelės metodai
Viena iš populiariausių bekontakčių matavimo technologijų, jungiančių radaro elektromagnetinio valdymo būdus ir principus. Perspektyviausia šios klasės technika gali būti vadinama kryptiniu elektromagnetiniu matavimu, kurio metu signalo atspindžio koeficientas nustatomas pagal mikrobangų impulsus, kurie gali prasiskverbti į rezervuaro dugną, aplenkdami įvairias nepageidaujamas priemaišas ir dumblo daleles. Grąžintas signalas arba jo dalis matuojamas užbaigtumui ir greičio charakteristikoms. Atsižvelgiant į jo praėjimo laiką, nustatomas pilnumo laipsnis. Mikrobanginiai metodai darbinių terpių lygiui matuoti plačiai naudojami atliekant granuliuotų ir miltelinių medžiagų užpildymo kontrolės technologines užduotis. Tokiose pramonės šakose naudojami zondaisu viena pakaba ant trosų, o skysčių atžvilgiu naudojamos dvigubos ir strypinės atraminės konstrukcijos. Apskritai, įrankių optimizavimas dirbant su kietosiomis medžiagomis yra pateisinamas dėl fizinių ir mechaninių savybių, kurios yra susijusios su techniniais matavimo procesų organizavimo apribojimais.
Išvada
Pastaraisiais metais procesų laikmenų stebėjimo lygio matuoklių kūrimo technologijos perėjo kelis iš esmės svarbius vystymosi etapus, kurie pakeitė tokių matavimų principus. Tarp svarbiausių iš jų – perėjimas prie bekontakčių matavimo metodų ir galimybių išplėtimas dirbant su agresyviais skysčiais. Šiandien tas pats bekontaktis RF arba elektromagnetinis metodas gali užtikrinti tikslią žalios naftos, rūgšties, išlydytos sieros ir skysto amoniako kontrolę.
