In veel industrieën worden vloeibare en bulkmaterialen gebruikt als technologische media. In de vormen van in-line productie van producten, en vooral met automatische controles, is constante bewaking van de parameters van werkmaterialen vereist. De meest gebruikelijke manier van een dergelijke regeling is niveaumeting, waarbij de vullingsgraad van een of andere capacitieve apparatuur wordt gecontroleerd.
Implementatie van technologie
In dit geval wordt onder niveau verstaan de hoogte van het vullen van de technologische installatie (tank, reservoir, tank, zuiger) met het werkmedium. Op zich is kennis van deze waarde noodzakelijk voor de beheersing en beheersing van het productieproces. Dergelijke metingen zijn met name een noodzakelijke operatie in de chemische, olieraffinage- en voedingsindustrie. Door het vulniveau van de tank voor het opvangen van bijvoorbeeld gezuiverde olie te kennen, kan de operator de optimale parameters instellen voor de werking van de pomppompstations. En nogmaals, veel industrieën werken op automatisering, zodat de outputgegevens kunnen worden verwerkt door controllers, die, zelfs zonder de deelname van een operator, commando's geven aan de uitvoerende eenheden, rekening houdend met de ontvangen informatie over het vulniveau van het bestuurde apparaat. Afhankelijk van de specifieke technologische werking en boekhoudkundige vereisten, kunnen verschillende eenheden van niveaumeting veranderen - er zijn bijvoorbeeld methoden met een breed meetbereik van 0,5 tot 20 m, evenals gespecialiseerde laboratoriumcontroleschema's die rekening houden met een smal bereik van 0 tot 500mm. Directe meting wordt uitgevoerd door fysieke, elektromagnetische en ultrasone apparaten, waarvan sommige ook de eigenschappen van het medium registreren - chemische samenstelling, druk, temperatuur, enz.
Visuele bediening
De eenvoudigste manier om het probleem op te lossen, waarbij het voldoende is om een standaard meetinstrument te gebruiken. Er wordt gebruik gemaakt van roulettes, linialen, kijkglazen en andere apparaten die in principe kunnen worden gebruikt in de gegeven omstandigheden van een specifieke productieomgeving. De meest technologische manier om het niveau van dit type te meten, is een externe of bypass-indicator. Het wordt in de zijkant van de tank geïnstalleerd door middel van schroefdraad-, flens- of lasverbindingen. Het indicatieproces wordt verzorgd door een transparante buis die zich vult naarmate het vloeistofniveau in de doeltank stijgt. Modernere bypasses gebruiken cilindrische drijvers met magnetischeindicatie systeem. Maar zelfs een dergelijk ontwerp wordt als achterhaald beschouwd vanwege aanzienlijke beperkingen in de communicatiemogelijkheden van de interface met besturingselektronica en automatiseringsapparatuur.
Float meetmethode
Ook een van de eenvoudigste traditionele manieren om het vulniveau van vloeibare media te regelen. Het is gebaseerd op het fixeren van de positie van de vlotter op het oppervlak van de onderhouden vloeistof. De controle wordt uitgevoerd volgens verschillende principes - mechanisch, magnetisch en magnetostrictief. Tijdens het verplaatsen verandert de aard van de verbinding tussen de vlotter en het element dat hem bestuurt, bijvoorbeeld een star gefixeerde hefboom. De bevestigingshoek verandert wanneer de vlotter omhoog gaat, wat wordt vastgelegd door het meetsysteem. Meestal vindt dit type niveaumeting plaats tijdens het omzetten van dezelfde hoek in een elektrisch signaal. Meestal hebben we het niet eens over het in aanmerking nemen van specifieke indicaties, maar over het registreren van het moment waarop een bepaalde waarde wordt bereikt. Met andere woorden, wanneer de vlotter het ingestelde hoogteniveau bereikt, wordt de niveauschakelaar geactiveerd. In de eenvoudigste circuits sluiten contacten, wat leidt tot bepaalde technologische acties - bijvoorbeeld de functie van een vloeistofpomp stopt.
Hydrostatische metingen van vloeistoffen
De belangrijkste meetfactor in dit niveaumetersysteem is de hydrostatische druk. Dat wil zeggen, een manometer met geschikte kenmerken en een onderdompelbare druksensor worden gebruikt. Een belangrijke voorwaarde voor controle is bovendien:scheiding van de sensor van het werkmedium door een speciaal membraan enerzijds, en anderzijds moet atmosferische druk worden geleverd via de capillaire toevoer van de vuller. Tijdens het meten met dit type niveau wordt de overdruk geregeld, waarvan de indicator de kenmerken van het genereren van een uniform signaal beïnvloedt. Er is ook een elektrisch apparaat met een converter aangesloten op de manometer, die verantwoordelijk is voor het melden van bepaalde veranderingen die zich in de gecontroleerde omgeving hebben voorgedaan. Als alternatief voor deze methode om hydrostatische druk te meten, is het mogelijk om de druk te regelen van een gas dat in een analoog van een capillaire buis wordt gepompt vanaf de zijkant van de vloeistof die de tank vult. Dit model van de hydrostatische manometer wordt piëzometrisch genoemd.
Radar niveaumeters
In sommige industrieën wordt een universele benadering gebruikt om de hoogteniveaus van het vullen met procesmedia te meten. Voor het werken met vloeistoffen, gassen en stortgoed is radarapparatuur optimaal geschikt, waarvan de werking gebaseerd is op de analyse van frequentiegemoduleerde oscillaties. De voortplantingstijd en terugkeer van ongedempte oscillaties van speciale antennes naar de onderhouden omgeving wordt gemeten. Golfbanden kunnen variëren van één tot tientallen GHz. De zend-ontvangantennes zelf kunnen een ander apparaat en andere stralingskenmerken hebben. Voor het meten van vloeistoffen in bijvoorbeeld de chemische industrie worden staafantennes gebruikt.met een hoogtemeetbereik tot 20 m. Voor media waarvan de besturing hogere eisen stelt aan de nauwkeurigheid, worden parabolische en vlakke apparaten gebruikt. Meestal zijn dit gebieden van technische boekhouding, waar het belangrijk is om metingen tot 1 mm vast te stellen.
Gebruik van radio-isotooptechnieken
De belangrijkste specialisatie van dit type niveaumeters is de controle van stortgoederen en vloeibare media in gesloten tanks. Het werkingsprincipe van het radio-isotoopapparaat is gebaseerd op de absorptie van gammastralen die door de laag van het doelmedium gaan. Technisch is het meetproces georganiseerd met behulp van een stralingsbron en een ontvanger. De twee apparaten zijn opgehangen of gemonteerd op een draagconstructie en worden bestuurd door een omkeerbare elektromotor die van hoogte verandert afhankelijk van het huidige vulniveau. Als het systeem voor het meten van het niveau van het werkmedium zich boven het oppervlak bevindt, zal de straling van het ontvangende signaal sterk zijn, omdat er geen obstakel op zijn pad is. Daarom krijgt de elektromotor van de controller een signaal om de apparatuur te laten zakken. De positie van de meetinrichting regelt het signaal in de tank door de golfvormen continu te voeden en te verwerken.
Ultrasone controlemethoden
Het werkingsprincipe is in dit geval in veel opzichten vergelijkbaar met radiofrequentieregeling, waarbij een radiosignaal wordt uitgezonden en de vullingsgraad van het productiegebied wordt bepaald door de kenmerken van de reflectie van het gemeten mediumcontainers. De ultrasone methode gebruikt echter speciale akoestische instrumenten om het vulniveau te meten. Dat wil zeggen, geluidsgolven planten zich voort en de werking van de apparatuur is vergelijkbaar met de principes van locatie. De indicatoren worden vastgezet op basis van het tijdsverloop van de afstandsfluctuaties van de zender naar de mediascheidingslijn en terug naar het ontvangende apparaat. De locatie van de interface wordt bepaald aan de hand van de zijkanten van de lucht (gas) en de beoogde werkmedia. Dit is hoe gecombineerde zeer nauwkeurige apparaten werken, maar in de groep van ultrasone niveaumeters zijn er apparaten die doelbewust alleen gas-lucht (ongevuld) of alleen de werkomgeving kunnen regelen.
Magnetron Methoden
Een van de meest populaire contactloze meettechnologieën die de technieken en principes van elektromagnetische radarcontrole combineert. De meest veelbelovende techniek van deze klasse kan directionele elektromagnetische meting worden genoemd, waarbij de signaalreflectiecoëfficiënt wordt bepaald op basis van microgolfpulsen die tot de bodem van de tank kunnen doordringen en verschillende soorten ongewenste onzuiverheden en slibdeeltjes omzeilen. Het teruggestuurde signaal, of een deel ervan, wordt gemeten op volledigheid en snelheidskenmerken. Rekening houdend met de tijd van passage, wordt de mate van volheid bepaald. Microgolfmethoden voor het meten van het niveau van werkmedia worden veel gebruikt bij technologische taken voor het regelen van het vullen van korrelige en poedervormige materialen. In dergelijke industrieën worden sondes gebruiktmet een enkele ophanging aan kabels, terwijl in verband met vloeistoffen dubbele en staafdraagconstructies worden gebruikt. In het algemeen rechtvaardigt de optimalisatie van tooling bij het werken met vaste stoffen zichzelf om redenen van fysieke en mechanische eigenschappen die gepaard gaan met technische beperkingen in de organisatie van meetprocessen.
Conclusie
In de afgelopen jaren hebben technologieën voor de ontwikkeling van niveaumeters voor het bewaken van procesmedia verschillende fundamenteel belangrijke ontwikkelingsstadia doorlopen die de principes van dergelijke metingen hebben veranderd. Een van de belangrijkste hiervan zijn de overgang naar contactloze meetmethoden en de uitbreiding van de mogelijkheden bij het werken met agressieve vloeistoffen. Tegenwoordig kan dezelfde contactloze RF- of elektromagnetische methode nauwkeurige controle bieden over ruwe olie, zuur, gesmolten zwavel en vloeibare ammoniak.
