في العديد من الصناعات ، تُستخدم المواد السائلة والسائبة كوسائط تكنولوجية. في أوضاع الإنتاج المباشر للمنتجات ، وخاصة مع أدوات التحكم الأوتوماتيكية ، يلزم المراقبة المستمرة لمعلمات مواد العمل. الوسيلة الأكثر شيوعًا لمثل هذا التحكم هي قياس المستوى ، حيث يتم مراقبة درجة ملء جهاز سعوي أو آخر.
تنفيذ التكنولوجيا
في هذه الحالة ، يُفهم المستوى على أنه ارتفاع ملء التركيب التكنولوجي (الخزان ، الخزان ، الخزان ، المكبس) بوسط العمل. في حد ذاته ، معرفة هذه القيمة ضرورية لإدارة ومراقبة عملية الإنتاج. على وجه الخصوص ، تعتبر هذه القياسات عملية ضرورية في الصناعات الكيميائية وتكرير النفط والصناعات الغذائية. معرفة مستوى ملء الخزان لتجميع الزيت المنقى ، على سبيل المثال ، يمكن للمشغل تعيين المعلمات المثلى لتشغيل مضخة الضخالمحطات. ومرة أخرى ، تعمل العديد من الصناعات على الأتمتة ، لذلك يمكن معالجة بيانات المخرجات بواسطة وحدات التحكم ، والتي ، حتى بدون مشاركة المشغل ، تعطي أوامر للوحدات التنفيذية ، مع مراعاة المعلومات الواردة حول مستوى ملء الجهاز الخاضع للرقابة. اعتمادًا على متطلبات التشغيل والمحاسبة التكنولوجية المحددة ، قد تتغير وحدات مختلفة لقياس المستوى - على سبيل المثال ، هناك طرق ذات نطاق قياس واسع من 0.5 إلى 20 مترًا ، بالإضافة إلى مخططات تحكم مختبرية متخصصة تأخذ في الاعتبار نطاقًا ضيقًا من 0 إلى 500 ملم. يتم إجراء القياس المباشر عن طريق الأجهزة الفيزيائية والكهرومغناطيسية والموجات فوق الصوتية ، وبعضها يسجل أيضًا خصائص الوسط - التركيب الكيميائي والضغط ودرجة الحرارة وما إلى ذلك.
الضوابط البصرية
أبسط طريقة لحل المشكلة ، حيث يكفي استخدام أداة قياس قياسية. يتم استخدام الروليت ، والمساطر ، ونظارات الرؤية ، وغيرها من الأجهزة ، والتي ، من حيث المبدأ ، يمكن استخدامها في ظروف معينة لبيئة إنتاج معينة. أكثر الوسائل التكنولوجية لقياس مستوى هذا النوع هي مؤشر التحكم عن بعد أو مؤشر الالتفافية. يتم تثبيته على جانب الخزان عن طريق وصلات ملولبة أو ذات حواف أو ملحومة. يتم توفير عملية الدلالة بواسطة أنبوب شفاف يمتلئ مع ارتفاع مستوى السائل في الخزان المستهدف. تستخدم التجاوزات الأكثر حداثة عوامات أسطوانية ذات مغناطيسيةنظام دلالة. ولكن حتى مثل هذا التصميم يعتبر عفا عليه الزمن بسبب القيود الكبيرة في قدرات الاتصال للتفاعل مع إلكترونيات التحكم ومعدات التشغيل الآلي.
طريقة قياس الطفو
أيضًا إحدى أبسط الطرق التقليدية للتحكم في مستوى تعبئة الوسائط السائلة. يعتمد على تحديد موضع الطفو على سطح السائل المخدوم. يتم التحكم وفقًا لمبادئ مختلفة - ميكانيكية ومغناطيسية ومغناطيسية. في عملية النقل ، تتغير طبيعة الاتصال بين العوامة والعنصر الذي يتحكم فيه ، على سبيل المثال ، رافعة ثابتة بشكل صارم. تتغير زاوية التعلق عند ارتفاع العوامة ، والتي يتم إصلاحها بواسطة نظام القياس. عادةً ما يحدث هذا النوع من قياس المستوى في عملية تحويل نفس الزاوية إلى إشارة كهربائية. في أغلب الأحيان ، لا نتحدث حتى عن مراعاة مؤشرات محددة ، ولكن عن تسجيل اللحظة التي يتم الوصول فيها إلى قيمة معينة. بمعنى آخر ، عندما يصل الطفو إلى مستوى الارتفاع المحدد ، يتم تنشيط مفتاح المستوى. في أبسط الدوائر ، يتم إغلاق جهات الاتصال ، مما يؤدي إلى إجراءات تقنية معينة - على سبيل المثال ، تتوقف وظيفة مضخة السائل.
القياسات الهيدروستاتيكية للسوائل
عامل القياس الرئيسي في نظام قياس المستوى هذا هو الضغط الهيدروستاتيكي. بمعنى ، يتم استخدام مقياس ضغط بخصائص مناسبة ومستشعر ضغط مغمور. علاوة على ذلك ، فإن الشرط المهم للسيطرة هوفصل المستشعر عن وسط العمل بغشاء خاص من ناحية ، ومن ناحية أخرى ، يجب توفير الضغط الجوي من خلال الإمداد الشعري من مادة الحشو. في عملية القياس بهذا النوع من المستوى ، يتم التحكم في الضغط الزائد ، والذي يؤثر مؤشره على خصائص توليد إشارة موحدة. أيضًا ، يتم توصيل جهاز كهربائي به محول بمقياس الضغط ، وهو المسؤول عن الإخطار ببعض التغييرات التي حدثت في البيئة الخاضعة للرقابة. كبديل لهذه الطريقة لقياس الضغط الهيدروستاتيكي ، من الممكن التحكم في ضغط الغاز الذي يتم ضخه في نظير أنبوب شعري من جانب السائل الذي يملأ الخزان. يسمى هذا النموذج لمقياس الضغط الهيدروستاتيكي.
مقاييس مستوى الرادار
في بعض الصناعات ، يتم استخدام نهج شامل لقياس مستويات ارتفاع الملء بوسائط المعالجة. للعمل مع السوائل والغازات والمواد السائبة ، فإن معدات الرادار مناسبة على النحو الأمثل ، حيث يعتمد تشغيلها على تحليل التذبذبات ذات التشكيل الترددي. يتم قياس وقت الانتشار وعودة التذبذبات غير المثبطة من الهوائيات الخاصة إلى البيئة المخدومة. يمكن أن تختلف نطاقات الموجة من واحد إلى عشرات الجيجاهرتز. قد يكون لهوائيات الإرسال والاستقبال نفسها جهاز مختلف وخصائص إشعاع. لقياس مستوى السوائل في الصناعات الكيميائية ، على سبيل المثال ، يتم استخدام هوائيات القضيب.مع نطاق قياس ارتفاع يصل إلى 20 مترًا. بالنسبة للوسائط ، التي زاد التحكم فيها من المتطلبات من حيث الدقة ، يتم استخدام الأجهزة المكافئة والمستوية. عادة ما تكون هذه مجالات المحاسبة الفنية ، حيث من المهم إصلاح القياسات حتى 1 مم.
استخدام تقنيات النظائر المشعة
التخصص الرئيسي لهذا النوع من مقاييس المستوى هو التحكم في المواد السائبة والوسائط السائلة في الخزانات المغلقة. يعتمد مبدأ تشغيل جهاز النظائر المشعة على امتصاص أشعة غاما التي تمر عبر طبقة الوسط المستهدف. من الناحية الفنية ، يتم تنظيم عملية القياس باستخدام مصدر إشعاع وجهاز استقبال. يتم تعليق الجهازين أو تثبيتهما على هيكل داعم ويتم التحكم فيهما بواسطة محرك كهربائي قابل للانعكاس يغير موضعهما في الارتفاع اعتمادًا على مستوى التعبئة الحالي. إذا كان نظام قياس مستوى وسيط العمل فوق سطحه ، فسيكون الإشعاع القادم من الإشارة المستقبلة قوياً ، حيث لا يوجد عائق في مساره. لذلك ، يتم إعطاء المحرك الكهربائي من وحدة التحكم إشارة لخفض المعدات. سيتحكم موضع أداة القياس في الإشارة في الخزان عن طريق تغذية أشكال الموجة ومعالجتها باستمرار.
طرق التحكم بالموجات فوق الصوتية
مبدأ التشغيل في هذه الحالة يشبه في كثير من النواحي التحكم في التردد اللاسلكي ، حيث تنبعث إشارة لاسلكية ويتم تحديد درجة ملء منطقة الإنتاج بخصائص انعكاسها من الوسط المقاسحاويات. ومع ذلك ، فإن طريقة الموجات فوق الصوتية تستخدم أدوات صوتية خاصة لقياس مستوى الملء. أي أن الموجات الصوتية تنتشر ، وعمل الجهاز مشابه لمبادئ الموقع. يتم إصلاح المؤشرات وفقًا لوقت مرور تقلبات المسافة من المرسل إلى خط فصل الوسائط والعودة إلى جهاز الاستقبال. يتم تحديد موقع الواجهة من جوانب الهواء (الغاز) ووسط العمل المستهدف. هذه هي الطريقة التي تعمل بها الأجهزة عالية الدقة المدمجة ، ولكن في مجموعة مقاييس مستوى الموجات فوق الصوتية ، توجد أجهزة يمكنها التحكم عن قصد فقط في هواء الغاز (غير المملوء) أو بيئة العمل فقط.
طرق الميكروويف
واحدة من أكثر تقنيات القياس عدم التلامس شيوعًا والتي تجمع بين تقنيات ومبادئ التحكم الكهرومغناطيسي للرادار. يمكن تسمية التقنية الواعدة من هذه الفئة بالقياس الكهرومغناطيسي الاتجاهي ، حيث يتم تحديد معامل انعكاس الإشارة على أساس نبضات الميكروويف التي يمكن أن تخترق قاع الخزان ، متجاوزة أنواعًا مختلفة من الشوائب غير المرغوب فيها وجزيئات الحمأة. يتم قياس الإشارة المرتجعة ، أو جزء منها ، من أجل اكتمالها وخصائص السرعة. مع الأخذ في الاعتبار وقت مروره ، يتم تحديد درجة الامتلاء. تستخدم طرق الميكروويف لقياس مستوى وسائط العمل على نطاق واسع في المهام التكنولوجية للتحكم في تعبئة المواد الحبيبية والمسحوق. في مثل هذه الصناعات ، يتم استخدام المجساتمع تعليق واحد على الكابلات ، بينما فيما يتعلق بالسوائل ، يتم استخدام هياكل دعم مزدوجة وقضيب. بشكل عام ، فإن تحسين الأدوات عند العمل مع المواد الصلبة يبرر نفسه لأسباب تتعلق بالخصائص الفيزيائية والميكانيكية المرتبطة بالقيود التقنية في تنظيم عمليات القياس.
الخلاصة
في السنوات الأخيرة ، مرت تقنيات تطوير مقاييس المستوى لرصد وسائط العملية بالعديد من مراحل التطوير المهمة بشكل أساسي والتي غيرت مبادئ مثل هذه القياسات. من بين أهمها الانتقال إلى طرق قياس عدم التلامس وتوسيع القدرات عند العمل مع السوائل العدوانية. اليوم ، يمكن أن توفر نفس الطريقة RF أو الكهرومغناطيسية غير المتلامسة تحكمًا دقيقًا في النفط الخام والحمض والكبريت المنصهر والأمونيا السائلة.
