Εισαγωγή στη μέτρηση επιπέδου σε βιομηχανικά όργανα

Η μέτρηση επιπέδου είναι μια θεμελιώδης παράμετρος στις βιομηχανικές συσκευές, που αναφέρεται στον προσδιορισμό του ύψους ή του όγκου των ουσιών (ρευστών, στερεών ή λιπασμάτων) σε δεξαμενές, δοχεία,ή σιλόΗ διαδικασία αυτή είναι κρίσιμη για τη διαχείριση αποθεμάτων, τον έλεγχο διαδικασιών, την εξασφάλιση της ασφάλειας και την επιχειρησιακή αποτελεσματικότητα σε βιομηχανίες όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, η επεξεργασία νερού, η χημική επεξεργασία,και φαρμακευτικά προϊόνταΤα συστήματα μέτρησης επιπέδου μπορούν γενικά να κατηγοριοποιηθούν σε δύο είδη:συνεχής μέτρηση, η οποία παρέχει δεδομένα σε επίπεδο πραγματικού χρόνου σε ένα εύρος, καιανίχνευση σε επίπεδο σημείουΗ σύγχρονη οργάνωση επιπέδου ενσωματώνει αισθητήρες, πομπούς και πρωτόκολλα επικοινωνίας (π.χ. 4 ̇20 mA, HART,PROFIBUS) για να επιτρέψει την απρόσκοπτη μετάδοση δεδομένων στα συστήματα ελέγχουΗ επιλογή μιας κατάλληλης τεχνολογίας μέτρησης επιπέδου εξαρτάται από παράγοντες όπως οι ιδιότητες της ουσίας, οι περιβαλλοντικές συνθήκες,απαιτήσεις ακρίβειας, και περιορισμούς κόστους.

Αρχές λειτουργίας και βασικές τεχνολογίες

Οι τεχνολογίες μέτρησης επιπέδου αξιοποιούν διαφορετικές φυσικές αρχές για την αντιμετώπιση διαφορετικών αναγκών εφαρμογής.Υδροστατική πίεσηοι πομποί υπολογίζουν το επίπεδο μετρώντας την πίεση που ασκείται από μια υγρή στήλη, κατάλληλη για διαβρωτικά ή ιξώδη υγρά, αλλά που απαιτούν αντιστάθμιση πυκνότητας.Υπερήχθηκαιραντάροι αισθητήρες χρησιμοποιούν τις αρχές του χρόνου πτήσης, με υπερηχητικές συσκευές που εκπέμπουν ηχητικά κύματα και ραντάρ που χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα για μη επακτική μέτρηση·Τα συστήματα ραντάρ υπερέχουν σε περιβάλλοντα με σκόνη ή ατμούς., ενώ τα υπερηχητικά συστήματα είναι οικονομικά αποδοτικά για καθαρά υγρά.ΚατανάλωσηΟι αισθητήρες ανιχνεύουν τις αλλαγές επιπέδου μετρώντας τις διακυμάνσεις χωρητικότητας μεταξύ ενός ανιχνευτή και του τοιχώματος του δοχείου, ιδανικά για υγρά, στερεά και λιπάσματα, αλλά ευάλωτα σε υλικό επίστρωσης στα ανιχνευτικά.ΑσφάλειακαιμαγνητοστρίκτικηΟι τεχνολογίες αυτές παρέχουν αξιόπιστη ανίχνευση σε επίπεδο σημείου ή συνεχή παρακολούθηση μέσω μηχανικής σύνδεσης ή αλληλεπιδράσεων μαγνητικού πεδίου, αντίστοιχα.Ράδαρα με καθοδηγούμενα κύματα(GWR) συνδυάζουν ραντάρ με καθοδήγηση ανιχνευτών για δύσκολα μέσα, καιαισθητήρες επιπέδου λέιζερΚάθε τεχνολογία έχει ξεχωριστά πλεονεκτήματα: οι μέθοδοι χωρίς επαφή αποφεύγουν τη μόλυνση,Ενώ τα σχέδια επαφής όπως οι μετατροπείς χειρίζονται περιβάλλοντα υψηλής πίεσης / θερμοκρασίας .

Βασικά σενάρια εφαρμογής

Η μέτρηση του επιπέδου αντιμετωπίζει μοναδικές προκλήσεις σε διάφορους τομείς.βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, τα ραντάρ και οι υδροστατικοί πομποί παρακολουθούν το αργό πετρέλαιο στις δεξαμενές αποθήκευσης, με το GWR να χρησιμοποιείται για την ανίχνευση διεπαφής μεταξύ πετρελαίου και νερού, εξασφαλίζοντας την ασφάλεια και τη συμμόρφωση.Επεξεργασία νερού και λυμάτωνΟι αντλίες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ροής σε ανοιχτό κανάλι και τη δοσολογία των χημικών ουσιών βασίζονται σε υπερήχους αισθητήρες, ενώ οι χωρητικοί διακόπτες αποτρέπουν την ξηρή λειτουργία των αντλιών στις δεξαμενές.χημική επεξεργασίαΟ τομέας αυτός χρησιμοποιεί ανθεκτικούς στη διάβρωση πομπούς ραντάρ για τον έλεγχο του επιπέδου του αντιδραστήρα και χωρητικούς αισθητήρες για τις λιπαρές λιπαρές ύλες, δίνοντας προτεραιότητα στην ακρίβεια σε επιθετικά μέσα.Τρόφιμα και ποτάΟι εφαρμογές χρησιμοποιούν υγειονομικά ραντάρ ή υπερηχητικούς αισθητήρες για την ανάμειξη και συσκευασία των συστατικών, με υγιεινά σχέδια που επιτρέπουν την αποστείρωση καθαρισμού (CIP).εξόρυξη και μεταχείριση στερεών υλικώνΗ διατήρηση των υλικών σε σίλο αποφεύγει προβλήματα συσσώρευσης.ΦαρμακευτικόΟι εφαρμογές χρησιμοποιούν μη επεμβατικούς οπτικούς αισθητήρες για ακριβή επεξεργασία παρτίδων σε αποστειρωμένες δεξαμενές.

Κριτήρια επιλογής και βέλτιστες πρακτικές εφαρμογής

Η επιλογή της κατάλληλης τεχνολογίας μέτρησης επιπέδου απαιτεί την αξιολόγηση πολλαπλών παραμέτρων.Το ραντάρ λειτουργεί καλά για υλικά χαμηλής διηλεκτρικήςΠεριβαλλοντικές συνθήκες όπως ακραίες θερμοκρασίες (π.χ. -40 °C έως 400 °C), ονομαστικές πιέσεις (έως 400 bar για ραντάρ),και παρουσία αφρού/σκονίας επηρεάζουν την επιλογή της τεχνολογίαςΟι ανάγκες ακρίβειας κυμαίνονται από ± 0,1% για τη μεταφορά φύλαξης (π.χ. μαγνητοστρίκτες πομποί) έως ± 1% για τον βασικό έλεγχο της διαδικασίας.Οι περιορισμοί εγκατάστασης όπως η γεωμετρία του δοχείου και οι επιλογές τοποθέτησης υπαγορεύουν τη θέση του αισθητήραΟι βέλτιστες πρακτικές εφαρμογής περιλαμβάνουν τη βαθμονόμηση για το μηδέν και το εύρος, τη χρήση θωράκισης για ηλεκτρονικούς αισθητήρες σε θορυβώδη περιβάλλοντα,και ενσωματώνοντας διαγνωστική μέσω IO-Link για προγνωστική συντήρηση Για επικίνδυνες περιοχές, πιστοποιητικά όπως ATEX/IECEx εξασφαλίζουν την ασφάλεια.

Πλεονεκτήματα, Περιορισμοί και Εμφανιζόμενες Τρόποι

Κάθε τεχνολογία μέτρησης επιπέδου προσφέρει ξεχωριστά οφέλη και περιορισμούς.Ενώ οι υπερηχητικοί αισθητήρες είναι προσιτοί αλλά ευαίσθητοι στις περιβαλλοντικές παρεμβολές.Οι υδροστατικοί πομποί είναι οικονομικά αποδοτικοί για τα υγρά, αλλά απαιτούν αντιστάθμιση πυκνότητας, και οι χωρητικές συσκευές χειρίζονται διάφορα μέσα, αλλά χρειάζονται τακτικό καθαρισμό.Ενσωμάτωση IIoT, όπου οι έξυπνοι αισθητήρες με ασύρματα πρωτόκολλα (π.χ. WirelessHART) επιτρέπουν την ανάλυση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και την απομακρυσμένη παρακολούθηση.Προηγμένη διάγνωσηΣτους σύγχρονους πομπούς ανιχνεύουν ελαττώματα επικάλυψης ή ανιχνευτών, μειώνοντας τον χρόνο στάσης.Με βάση το λέιζερκαι3D απεικόνισηοι τεχνολογίες βελτιώνουν την ακρίβεια των στερεών και των αδιαφανών υγρών καιμικροποίησηΗ μετατόπιση προς τηνψηφιακά δίδυμαΕπιτρέπει τη βελτιστοποίηση με βάση την προσομοίωση, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα του κύκλου ζωής.

Συμπεράσματα: Ενίσχυση της βιομηχανικής αποτελεσματικότητας με τη μέτρηση ακριβούς επιπέδου

Η οργάνωση μέτρησης επιπέδου είναι καθοριστική για τη σύγχρονη βιομηχανική αυτοματοποίηση, συνδυάζοντας ακρίβεια, αξιοπιστία και προσαρμοστικότητα σε διάφορες εφαρμογές.Με την επιλογή τεχνολογιών ευθυγραμμισμένων με τις ειδικές ανάγκες, όπως το ραντάρ για δύσκολες συνθήκες ή τα υπερηχητικά για έργα ευαίσθητα στο κόστος, οι βιομηχανίες μπορούν να επιτύχουν βέλτιστο έλεγχο της διαδικασίας.Οι μελλοντικές εξελίξεις στους έξυπνους αισθητήρες και το IIoT θα ενισχύσουν περαιτέρω τον ρόλο της μέτρησης επιπέδου στα βιομηχανικά οικοσυστήματα που βασίζονται σε δεδομένα.

- Έντρες + Χάουζερ.

-Αλέν Μπράντλεϊ

- Γιοκόγκαβα.

- MTL

-Π+Φ

-Περισσότερα προϊόντα