Endüstriyel otomasyon sistemlerinde seviye kontrolü

Birçok otomasyon sistemi seviye ölçümü gerektirir. Ve seviye ölçümüne ihtiyaç duyulan birçok endüstri var. Bugün, belirli bir malzemenin tankındaki miktarla ilgili birçok fiziksel niceliği ölçmenizi sağlayan birçok seviye sensörü bulunmaktadır.

İlk seviye bir sensörler yalnızca sıvılarla çalışıyordu, ancak şimdi, gelişmeler sayesinde, dökme malzemeler için sensörler var. Seviye ölçerler ve seviye anahtarları, seviyeyi sürekli olarak izlemenizi ve malzemenin belirtilen seviyeye ulaşıp ulaşmadığını kontrol etmenizi sağlar. Bu yazıda modern seviye ölçer türlerine odaklanacağız.

Günümüzde seviye sensörleri hem sıvı hem de dökme malzemelerle ve hatta gazlarla çalışabilmekte ve malzeme hem konteynere hem de boru hattına yerleştirilebilir. Sensörler temaslı ve temassız olarak ayrılır ve kurulum yöntemine göre, ölçülen malzeme ile bir boru hattının gövdesine veya konteynere veya ölçülen malzemenin üzerine kurulum için tasarlanabilirler.

Birinci seviye sensörler, basit bir şamandıra prensibi üzerinde çalıştı ve malzeme ile temasları kapatmak için bir yöntem kullandı. Artık sensörler iyileştirildi, tasarımlarında hacim ölçümü, akış hızı, sınıra ulaşıldığında sinyal verme gibi bir dizi ek işlev sağlayan devreler içeriyorlar. Ölçüm sonuçları işlenebilir ve saklanabilir.

Endüstri sıvı, viskoz, gazlı, serbest akışlı, yapışkan, macunsu malzemeleri işliyor olsun, her zaman doğru ortam için doğru seviye sensörü vardır. Su, çözelti, alkali, asit, yağ, yağ, yakıtlar ve yağlayıcılar, plastik granüller — uygulama kapsamı çok geniştir ve farklı fiziksel prensiplere dayalı sensörler, belirli koşullar ve hemen hemen her görev için uygun olanı seçmenize olanak tanır.

Sensör donanımı iki bölümden oluşur: sensörün kendisi ve veri görselleştirme aracı. Temaslı ve temassız sensörler, sürekli değişim ve sınır izleme — günümüzde sensör yetenekleri yelpazesi oldukça zengindir.

Seçtiğiniz sensör tipi, endüstriyel prosesin özelliklerine ve sensörün çalışacağı ortama göre belirlenir. Görselleştirme araçlarıyla ölçüm süreci, ürün seviyesindeki bilgileri analiz etmek için grafikler üreterek otomasyonu büyük ölçüde kolaylaştırabilir.

Seviye ölçerler, doğal ve yapay rezervuarlardaki dökme malzemelerin veya sıvıların seviyesinin sürekli olarak izlenmesi için kullanılır. Seviyeyi birkaç milisaniyeden onlarca saniyeye kadar bir çözünürlükle ölçerler.

Sulu çözeltilerin, asitlerin, bazların, alkollerin vb. yanı sıra dökme malzemelerin seviyesini izlemek için kullanılırlar.Temaslı ve temassızdırlar ve fiziksel prensiplere göre tamamen çeşitlidirler. Her türe daha ayrıntılı olarak bakalım.

Mikrodalga radar seviye göstergeleri

Seviyenin sürekli izlenmesi için kullanılırlar, evrenseldirler. Çalışma, bir elektromanyetik dalganın iki ortam arasındaki arayüzden yansıması olgusunu kullanıyor. Dalgaların frekansı 6 ila 95 GHz arasındadır ve ne kadar yüksekse o kadar düşüktür. dielektrik sabiti ölçülen malzeme, örneğin petrol ürünleri için, dalgaların frekansı maksimum olmalıdır. Ancak dielektrik sabiti 1,6'dan yüksek olmamalıdır.

Sensör bir radar gibi çalıştığı için parazitten korkmaz ve dalgaların yüksek frekansı, kaptaki basınç ve sıcaklığın parazitik etkisini en aza indirir. Bu kadar yüksek çalışma frekanslarına sahip radar sensörleri toza, buhara ve köpüğe karşı bağışıklıdır.

Sensör anteninin tipine ve boyutuna bağlı olarak cihazın doğruluğu değişebilir. Anten ne kadar büyük ve geniş olursa, sinyal o kadar güçlü ve doğru olur, menzil ne kadar yüksek olursa çözünürlük o kadar iyi olur. Mikrodalga radar sensörlerinin doğruluğu 1 mm içindedir, +250 ºС'ye kadar sıcaklıklarda çalışabilir ve 50 m'ye kadar seviyeyi ölçebilirler.

Radar seviye ölçerler, dökme malzemelerin işlendiği birçok endüstride kullanılmaktadır: inşaatta, ahşap işçiliğinde, kimya endüstrisinde, gıda endüstrisinde, plastik, cam ve seramik üretiminde. Sıvıların seviyesini ölçmek için de uygulanabilirler.

Akustik ölçüm cihazları

Gözlenen madde tarafından yansıtıldığında alınan ve işlenen akustik dalgalar kullanılır.Yazılım, sahte yankıları tespit ederek istenen sinyali filtreler.

Sinyal güçlü bir darbe ile iletilir, bu nedenle kayıplar ve zayıflama minimumdur. Sıcaklığa bağlı olarak, sinyal telafi edilir ve doğruluk yüzde çeyrek içinde yüksek kalır. Sensör dikey veya açılı olarak monte edilmiştir. Değişim seviyesi 60 metreye kadar çıkabilir. +150 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı. Patlamaya dayanıklı.

Akustik manometreler, vinç yükleme otomasyon sistemlerinden fosseptiklerdeki kanalizasyon seviye izleme sistemlerinden çikolata imalatına kadar birçok endüstride kullanılmaktadır.

ultrasonik seviye ölçerler

İki ortam arasındaki arayüzden yansıyan ultrasonik titreşimler alınır ve sinyalin gönderildiği an ile alındığı an arasındaki zaman aralığı ölçülür. Ayrıklık birkaç saniyedir, bunun nedeni sesin havadaki sonlu hızıdır. Maksimum ölçüm seviyesi 25 metreye ulaşır.

Yazılım, sensörü, örneğin bir karıştırma bıçağı gibi bazı mekanizmaların altından geçtiği süre boyunca kapanacak şekilde önceden yapılandırmanıza olanak tanır. Sensörü bir bilgisayardan kontrol etmek mümkündür. Malzemenin üzerine dikey olarak veya açılı olarak monte edilir. Doğruluk yüzde çeyrek içinde. +90 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı. Patlamaya dayanıklı.

Ultrasonik seviye ölçerler, çimento fabrikalarından kimya ve gıda endüstrilerine kadar birçok alanda dökme malzemelerin seviyesini izlemek için kullanılır.

hidrostatik seviye göstergeleri

Kabın altındaki sıvı basıncını ölçün. Hassas elemanın deformasyonu elektrik sinyaline dönüştürülür. Diferansiyel basıncı ölçerken, atmosfere bağlantı gereklidir.Su ve diğer agresif olmayan sıvılarla çalışmak, macunlar vb. için uygundur. Hem açık hem de kapalı odalarda, havuzlarda, kuyularda vb. çalışabilir.

Basınç miktarı, sıvının yoğunluğuna ve tanktaki hacmine, sıvı sütununun yüksekliğine bağlıdır. Seviye göstergesi dalgıç veya normal olabilir - atmosferle temas için bir kılcal boru çıkarılır veya verici doğrudan tankın dibine kesilir.

Kurulum sırasında, tanka pompalandığında sıvı akışının basıncının yanlış tespitini hariç tutmak gerekir. Doğruluk yüzde çeyrek içinde. +125 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı.

Hidrostatik seviye ölçerler, kimya endüstrisinde tanklarda, barınma ve ortak hizmetlerde kuyularda, gıda endüstrisinde sıvı ürünlerle donatılmış kaplarla donatıldıklarında, metalurjide, ilaç endüstrisinde, petrol endüstrisinde vb. yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kapasitif seviye ölçerler

Sensör probu ve iletken tank duvarı bir kapasitör plakaları… İletken bir duvar yerine, prob probu üzerine monte etmek için özel bir boru veya ikinci bir ayrı topraklanmış prob kullanılabilir. Plakalar arasındaki madde, kondansatörün yalıtkanı olarak işlev görür - seviyesi izlenen hava veya malzeme.

Açıkçası, depo dolduğunda, kapasitörün elektrik kapasitesi kademeli olarak değişecektir. Boş bir depo ile elektrik kapasitesi belirli bir değere sahip olacak ve havanın yer değiştirmesi sürecinde değişecektir. Tanktaki ürünün arttırılması, sensör ve tankın oluşturduğu kapasitörün kapasitansını değiştirir.

Sensör elektroniği, kapasitanstaki değişikliği seviye değişikliğine dönüştürür.Tankın şekli alışılmadıksa, oluşan kondansatörün plakalarının dikey olarak yerleştirilmesi gerektiğinden ikinci bir sonda kullanılır. Maksimum seviye 30 metreye ulaşır. Doğruluk, yüzde birin üçte birinden az değildir. Modele bağlı olarak +800 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı. Gecikme süresi ayarlanabilir.

Kapasitif seviye sensörleri, esas olarak, ürünün belirli bir seviyesini korumanın gerekli olduğu birçok alanda sıvı seviyesini izlemek için kullanılır: içecek üretiminde, ev kimyasallarında, su üretim tesislerinde, tarımda vb.

Manyetik seviye göstergeleri

Sürücü üzerinde kalıcı bir mıknatıs şamandırası vardır. Manyetik olarak hassas anahtarlar, sürücünün içine yerleştirilmiştir. Depoyu doldururken veya boşaltırken anahtarların sıralı çalışması, akımın münferit parçalarda değişmesine neden olur.

Prensip o kadar basittir ki, bu seviye ölçerler ayar gerektirmez ve bu nedenle ucuz ve popülerdir. Kısıtlamalar yalnızca sıvının yoğunluğu ile getirilir. +120 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı. Vardiya sınırı 6 metredir.

Manyetik manometre, birçok endüstride sıvı seviyesi ölçümü için uygun maliyetli bir çözümdür.

Mikrodalga refleks metre

Radar ölçüm cihazlarının aksine, burada dalga açık havada değil, cihazın bir ip veya çubuk olabilen sondası boyunca yayılır. Dalga darbesi, farklı dielektrik sabitlerine sahip iki ortam arasındaki arayüzden yansımaya uğrar ve geri döner ve iletim anı ile alım anı arasındaki süre elektronik tarafından sabitlenir ve bir seviye değerine dönüştürülür.

Bir dalga kılavuzunun kullanılması, ortam sıcaklığının etkisinin yanı sıra toz, köpük, kaynama gibi parazitik etkiyi önler. Ölçülen ortamın dielektrik sabiti 1,3e'den düşük olmamalıdır.

Radyasyon modeli nedeniyle radarın çalışamadığı durumlarda, örneğin dar uzun tanklarda reflektör seviye göstergeleri kullanılabilir. Ölçüm limiti 30 metre. +200 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı. 5 mm içinde doğruluk.

Refleks mikrodalga seviye vericileri, iletken olmayan ve iletken sıvıların ve katıların seviyesini sürekli olarak izlemek ve ayrıca kütlelerini ve hacimlerini ölçmek için kullanılabilir. Birçok endüstride uygulanabilir.

Baypas seviyesi vericileri

Kabın yan tarafında bir ölçüm sütunu bulunur. Sıvı tüpü doldurur ve seviyesi ölçülür. Gemi iletişimi ilkesi. Tüpteki sıvının yüzeyinde bir mıknatıs yüzer ve tüpün yanında mıknatısa olan mesafeyi bir akım sinyaline dönüştüren manyetostriktif bir sensör yüzer.

Tüp, mıknatısın manyetik alanının etkisi altında konumlarını değiştiren farklı renklerde gösterge plakalarına sahiptir. Sıvının dış ortamla teması olmadığı için gıda ve ilaç sanayinde by-pass transmiterler uygulanabilir. 3,5 metreye kadar ölçüm seviyesi sınırlaması. 0,5 mm içinde doğruluk. +250 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı.

Baypas ölçüm cihazları, sıvı seviyesinin görsel olarak kontrol edilmesi gerektiğinde uygulanabilir: termik enerji endüstrisinde, kimya endüstrisinde, konut sektöründe, elektrik endüstrisinde, gıda endüstrisinde ve petrol ve gaz endüstrisinde.

Manyetostriktif seviye vericileri

Esnek veya sert kılavuz, yerleşik mıknatıslı bir şamandıra içerir. İletken boyunca, etrafına bobinden geçen akım darbeleri tarafından bir radyal manyetik alanın uyarıldığı bir dalga kılavuzu yerleştirilmiştir. Bu manyetik alan, şamandıranın kalıcı mıknatısının manyetik alanıyla çarpıştığında, manyetostriktif dalga kılavuzu oldukça dinamik plastik deformasyona uğrar.

Bu deformasyonun bir sonucu olarak, ultrasonik dalga dalga kılavuzu boyunca yayılır ve bir ucunda bir elektronik dönüştürücü tarafından sabitlenir. Tetikleme darbesinin anı ve deformasyon darbesinin meydana gelme zamanı sırasındaki karşılaştırma, şamandıranın yerini belirler. Ölçüm seviyesi sınırı 15 metreye ulaşır. 1 mm içinde doğruluk. +200 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı.

Manyetostriktif manometreler, kimya endüstrisinde köpüren sıvıların seviyesini izlemek için, gıda endüstrisinde ve metalürjide sıvı gıda maddeleri ve yakıtların seviyesini izlemek için kullanılır.

Çok sayıda seviye göstergesi

Bir tambur üzerine sarılı bir kabloya veya banda bir yük bağlanır. Sensörü depo kapağına monte ederken, depodaki yükü azaltmak mümkün hale gelir. Elektrik motoru tamburu döndürür ve yük kablodan aşağı iner. Ağırlık ölçülecek malzemenin yüzeyine değdiğinde ipteki gerilim serbest kalır ve bu da malzemenin seviyesini gösterir. Halat tamburun etrafına tekrar sarılarak yükü tekrar yukarı kaldırır.

Elektronik, tamburun devir sayısına bağlı olarak seviyeyi hesaplar. Yoğunluğu m3 başına 20 kg olan maddelerin tespiti için böyle bir sensör uygundur. 40 metreye ölçüm seviyesi sınırlaması.Modifikasyona bağlı olarak 1 ila 10 cm arasında doğruluk. Ölçüm aralığı kullanıcı tarafından belirlenir ve 6 dakika ile 100 saat arasında olabilir. +250 ºС'ye kadar çalışma sıcaklığı.

Otomatik sistemlerde dökme malzemelerin seviyesini kontrol etmek için çeşitli endüstrilerde çok partili sayaçlar kullanılmaktadır.