اشاره ای بر انواع روشهای لولمتری / سطح سنجی در مایعات چند فازی

یا تشخیص سطح در مایعات چندفازی

چگونه بهترین را از بقیه جدا کنید

 

اندازه گیری نقطه شکست یا سطح برخورد قابل استفاده برای هر کاربردی

با توجه به اینکه ابزار مورد استفاده در خدمت برنامه کاربردی شماست، این ابزار تنها زمانی می تواند برای فرآیند به صورت مناسبی انتخاب شود که تنظیمات کلی برای آن مشخص باشد. بطور کلی کارایی دستگاه برای فرایند شما از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین شما باید طبیعتا با توجه به نیازهای فرآیند خود بهینه ترین روش را برای اندازه گیری سطوح مایعات (مواد) مختلف داخل مخزن انتخاب نمایید.

اگر در فرایندهای پیوسته و پویا اندازه گیری دقیق سطح فازهای مختلف برای شما دارای اهمیت باشد در نتیجه برای انتخاب نوع مناسب ابزار دقیق خود باید مواردی را که مرتبط به فرآیندتان است را در نظر بگیرید. بطور مثال، باید این را در نظر بگیرید که آیا سطح کل، صرف نظر از تغییر در فازها در فرآیند ثابت است یا متغیر، و اگر متغیر است این تغییرات در چه رنج و میزانی است؟ آیا سطح کل مخلوط نیز باید به عنوان یک مقدار مجزا جدای از اندازه گیری سطح فاز ها در اندازه گیری ها لحاظ گردد یا خیر؟ آیا در حین اندازه گیری امولسیون هم ایجاد می شود؟

پاسخ به چنین سوالاتی تاثیر زیادی در انتخاب صحیح ابزار دقیق مناسب برای فرآیند و نیاز های شما دارد. در این مقاله سعی بر آن شده است که با معرفی نحوه و اصول کارکرد لول مترهای مختلف موجود و بیان نقاط قوت و ضعف آنها در انتخاب نوع سطح سنج مناسب در رابطه با نوع فرآیند به شما کمک نماید. در اینجا با مطالعه ی قابلیت، مزایا و محدودیت‌های کاربرد و راه‌اندازی بتوانید به مقایسه ی ابزارآلات سنجش مختلف موجود پرداخته و بهترین ابزاردقیق را برای فرآیند خود انتخاب نمایید.

 

پایه و اصول عملکرد دستگاههای اندازه گیری سطح برای مایعات چند فازی

 

1- روش سنجش سطح بصورت راداری هدایت شونده

وقتی که پالس ها به سطح محیط مایع برخورد می کنند، فقط بخشی از پالس های ارسالی بازتاب می کنند.

به خصوص در محیط هایی که ثابت دی الکتریک پایین (DC) دارند، بخش دیگر پالس که بازتاب نکرده است در محیط نفوذ می کند.

هنگامی که سیگنال نفوذ کرده مجدد به سطح شکست دیگری (محیط با ثابت دی الکتریک متفاوت) برخورد می کند، بازتاب دیگری رخ می دهد.

در نهایت با در نظر گرفتن فاصله های زمانی بین بازتاب پالس ها می توان، فاصله ی بین سطوح و در نتیجه سطح هر فاز را تعیین نمود.

 

نوع محصول:

محصول از نوع مایعات شفاف چند فازی مایع / مایع

اصل روش اندازه گیری:

به روش رادار هدایت شونده

 

دستگاه های پیشنهادی:

Leveflex FMP51

Leveflex FMP52

Leveflex FMP54

 

قابلیت و مزایا:

• دستیابی همزمان به سطح لایه میانی و سطح کل ( در صورت شفاف بودن سطح میانی)
• بدون نیاز به کالیبراسیون مرطوب
• عدم تاثیر چگالی محیط بر روی اندازه گیریها
• کاربردی تا +450 درجه سانتی گراد / + 400 بار (+842 درجه فارنهایت / + 5800 psi)
• قابلیت تغییر طول پروب ها  ( می توان پروب ها را کوتاه کرد (میله/طناب))

 

شرایط استفاده و محدودیت ها

• حداکثر DC برای بالاترین فاز می تواند 10 باشد.
• اختلاف DC ها بین دو فاز باید بیشتر از 10 باشد
• حد لایه امولسیونی تا حداکثر 50 میلی متر (2 اینچ) مجاز است
• برای اندازه گیری حدود فاز ها، ضخامت فاز بالایی باید حداقل 80 میلی متر (3.15 اینچ) باشد

 

2- روش سنجش سطح چند پارامتری

در روش چند پارامتری ابزار طراحی شده از مزایای روش اندازه گیری خازنی و همچنین اصل اندازه گیری رادار هدایت شونده به صورت ترکیبی استفاده می کند.

در حین انجام اندازه گیری توسط رادار هدایت شونده لایه های امولسیونی ممکن است باعث تلفات سیگنال در محیط مایع شوند.

تنها روش چند پارامتری می تواند مقادیر اندازه گیری قابل اتکایی را هم برای تعیین فازها و هم برای سطح کلی ارائه دهد و یک سیستم اندازه گیری منحصر به فرد و مضاغف را تضمین کند.

برای نمونه از دستگاه هایی که این قابلیت را دارا میباشند میتوان به Levelflex FMP55 Multiparameter اشاره کرد.

این دستگاه طراحی نوآورانه ای در اندازه گیری سطح محیط های مایع دارد.

 

نوع محصول

• محصول از نوع مایعات شفاف چند فازی مایع / مایع
• با لایه امولسیونی – مایع / مایع

دستگاه های پیشنهادی

دستگاه چند پارامتری Levelflex FMP55

قابلیت و مزایا

• دستیابی همزمان به سطح لایه میانی و سطح کل، حتی در صورت وجود امولسیون
• مستقل از چگالی محیط
• بدون نیاز به کالیبراسیون مرطوب
• کاربردی تا 200+ درجه سانتی گراد (+392 درجه فارنهایت)
• دارای پروب با روکش PTFE

شرایط استفاده و محدودیت ها

• تغییرات مقدار DC در محیط بالایی (بالاترین فاز) بر دقت دستگاه تأثیر می گذارد
• DC محیط بالایی می تواند حداکثر 10 باشد.
• اختلاف DC ها بین دو فاز باید بیشتر از 10 باشد
• حد لایه امولسیونی تا حداکثر 50 میلی متر (2 اینچ) مجاز است
• برای اندازه گیری حدود فاز ها، ضخامت فاز بالایی باید حداقل باشد 80 میلی متر (3.15 اینچ) باشد

 

 

3- روش سنجش سطح به صورت روش خازنی

محیط‌هایی با ثابت دی‌الکتریک کوچک (DC) باعث تغییرات بسیار اندکی در مقدار خازنی می‌شوند در حالی که محیط هایی با DC بالا به همان ترتیب تغییرات خازنی زیادی در میزان اندازه‌گیری سطح ایجاد می‌کنند.

در بسیاری از کاربری های چندلایه یا چند فازی، محیط یا ماده با میزان DC کوچکتر در بالای محصول قرار می گیرد، به عنوان مثال می توان به قرار گرفتن مایعات هیدروکربنی بر روی آب اشاره کرد.

محیط فوقانی فقط میزان کمی را از ظرفیت کلی به خود اختصاص می دهد – بنابراین سطح تخمین زده شده فقط به سطح آب اشاره دارد.

 

4- روش سنجش رادیومتری

منبع گاما که معمولاً در داخل مخزن نصب می‌شود، تشعشعات گاما ساطع می‌کند که با نفوذ به دیواره ظرف و محیط کاهش می‌یابد.

در خارج از ظرف، یک آشکارساز تشعشع دریافتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

اساس اندازه گیری بر این پایه است که لایه های مختلف تابش را به طور متفاوت جذب (تضعیف) می کنند.

اگر فرستنده یک بار با کالیبراسیون مرطوب برای محصول کالیبره شده باشد، یک نسبت مستقیم بین تشعشعات اندازه گیری شده و سطح محصول به طور خودکار حاصل می شود.

نوع محصول

• مجیط با لایه امولسیونی بصورت مایع / مایع
• محیط مایع / جامد
• محیط چند لایه مایع / جامد

دستگاه های پیشنهادی

رادیومتری – Gammapilot FMG50

قابلیت و مزایا

• روش اندازه گیری بدون اثرگذاری در محصول و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری
• تحت تاثیر فشار و دما قرار نمیگیرد
• تأثیر جزئی در اندازه گیری توسط تجمع محلول غیر رسانا روی پروب
• استفاده بدون مشکل در لایه های امولسیونی
• راه حل برای لایه های محصول چند فازی با استفاده از چندین آشکارساز

شرایط استفاده و محدودیت ها

• تغییرات چگالی محیط بر دقت دستگاه تأثیر می گذارد
• سطح کل محصول اندازه گیری نمی شود (نیاز به منبع و آشکارساز اضافی است)
• انجام کالیبراسیون با محیط لازم است

 

5- روش سطح سنجی / لول متر با اولتراسونیک

در روش سطح سنجی / لول متری با امواج اولتراسونیک یک کریستال پیزوالکتریک در یک محفظه پلاستیکی استوانه ای شکل با انتهای مسطح محصور شده است. هنگامی که کریستال توسط یک ولتاژ الکتریکی برانگیخته می شود، یک سیگنال سونار تولید می کند. این باعث می شود که امواج مافوق صوت با فرکانس تقریبی 650 کیلو هرتز و در زاویه 6 درجه انتشار یابند. این امواج برای اسکن سطح انقطاع دو فاز از یکدیگر استفاده می شوند.

در این روش اندازه گیری، متغیر مربوطه مدت زمان طی شده توسط سیگنال التراسونیک ارسالی برای رسیدن به ذرات جامد در ناحیه دوفازی و بازگشت به گیرنده می باشد. در نهایت ناحیه جدا شدن یا منطقه دو فازی توسط فاکتورهای حداکثر شیب و حداکثر دامنه سیگنال محاسبه می شود.

محل های کاربرد

تصفیه خانه های فاضلاب
آب آشامیدنی و فرآوری شده
تاسیسات کلیه صنایع

نوع محصول

– اندازه گیری رسوب جامد
– نظارت بر فیلتر و شستشوی معکوس فیلتر
– اندازه گیری سطح در مخازن حاوی خرده سنگ های مرمر
– فرآیندهای جداسازی استاتیک
– استفاده مجدد از آب فرآیند
– جداسازی محصول
– فرآیندهای شناورسازی

دستگاه های پیشنهادی

سنسور: Turbimax CUS71D
ترنسمیتر: Liquiline CM44x مانند، Liquiline CM442 / CM444 / CM448

سنسور Turbimax CUS71D به طور نقطه یا سطح تفکیک دو فاز در مخازن شفاف سازی و ته نشینی کاربرد دارد و فرآیند ته نشینی ایمن، اقتصادی و کارآمد را تضمین می کند. برای کنترل سریع سوپاپ ها و محرک ها، مقادیر قابل اعتماد و اندازه گیری شده در زمان واقعی را در اختیار شما قرار می دهد. Turbimax CUS71D یک سنسور ایده آل برای هر کار اندازه گیری است – از حفاظت از آب پایین دست در تصفیه خانه های فاضلاب تا بهینه سازی زمان شستشوی معکوس در آب.

قابلیت و مزایا

قابل اعتماد: این سنسور اندازه گیری دقیق و مداوم سطح یا محدوده جدا شدن دو فاز را فراهم می کند.

ایمن: اطلاعات داده شده ی لحظه ای مرتبط با ارتفاع سطح انقطاع کنترل سریع سوپاپ ها و محرک ها را تضمین می کند.

آسان: راه اندازی ساده به لطف مدل های محاسباتی از پیش تعریف شده.

صرفه جویی در هزینه: عملکرد تمیز کردن خودکار توسط تیغه تمیز کننده تعبیه شده بر روی سنسور عملکرد طولانی مدت و بدون تعمیر و نگهداری را امکان پذیر می کند.

هوشمند: تمام داده های خاص حسگر و اطلاعات کالیبراسیون در سنسور ذخیره می شود.

انعطاف پذیر: سوکت سخت افزاری اتصال برای انواع شفاف کننده ها تطبیق پذیر شده است.

نظارت بر عملکرد سنسور: سیگنال‌های صوتی به‌طور پیوسته پایش و از نظر قابل قبول بودن آنالیز می‌شوند. در صورت بروز ناهماهنگی، یک پیام خطا از طریق فرستنده ارسال می شود.

علاوه بر این، عیب های زیر توسط تشخیص عیب اتوماتیک سنسور در ترنسمیتر های Liquiline CM44x شناسایی می شود:

• مقادیر غیر قابل قبول اندازه گیری شده بالا یا پایین
• اختلال در رگیوله کردن به دلیل مقادیر نادرست اندازه گیری شده

 

 

 

سایت اطلاع رسانی، آموزشی و فروشگاهی احیاگران ابزار دقیق تاج

 

ﻣﻨﺎﺑﻊ و ﻣﺂﺧﺬ:

Level measurement – Product overview for applications in liquids and bulk solids – https://www.endress.com/en – access date: 01 February, 2022

Digital sludge level sensor – Ultrasonic interface sensor Turbimax CUS71D – https://www.endress.com/en – access date: 08 February, 2022

Technical Information Turbimax CUS71D – https://www.endress.com/en – access date: 07 February, 2022