En moltes indústries, els materials líquids i a granel s'utilitzen com a mitjans tecnològics. En els modes de producció en línia de productes, i especialment amb controls automàtics, es requereix un seguiment constant dels paràmetres dels materials de treball. El mitjà més habitual d'aquest control és la mesura de nivell, durant la qual es controla el grau d'ompliment d'un o altre equip capacitiu.
Implementació de la tecnologia
En aquest cas, s'entén per nivell l'alçada d'ompliment de la instal·lació tecnològica (dipòsit, dipòsit, dipòsit, pistó) amb el medi de treball. En si mateix, el coneixement d'aquest valor és necessari per a la gestió i control del procés productiu. En particular, aquestes mesures són una operació necessària a les indústries química, de refinació de petroli i d'alimentació. Coneixent el nivell d'ompliment del dipòsit per a la recollida d'oli purificat, per exemple, l'operador pot establir els paràmetres òptims per al funcionament de la bomba de bombeigestacions. I de nou, moltes indústries operen amb automatització, de manera que les dades de sortida poden ser processades pels controladors, que, fins i tot sense la participació d'un operador, donen ordres a les unitats executives, tenint en compte la informació rebuda sobre el nivell d'ompliment de l'aparell controlat.. Segons l'operació tecnològica específica i els requisits comptables, poden canviar diferents unitats de mesura de nivell; per exemple, hi ha mètodes amb un ampli rang de mesura de 0,5 a 20 m, així com esquemes de control de laboratori especialitzats que tenen en compte un rang estret de 0 a 500 mm. La mesura directa es realitza mitjançant dispositius físics, electromagnètics i ultrasònics, alguns dels quals també registren les propietats del medi: composició química, pressió, temperatura, etc.
Controls visuals
La forma més senzilla de resoldre el problema, en què n'hi ha prou amb utilitzar una eina de mesura estàndard. S'utilitzen ruletas, regles, visors i altres dispositius que, en principi, es poden utilitzar en les condicions determinades d'un entorn de producció específic. El mitjà més tecnològic per mesurar el nivell d'aquest tipus és un indicador remot o bypass. S'instal·la al lateral del dipòsit mitjançant connexions roscades, brides o soldades. El procés d'indicació és proporcionat per un tub transparent que s'omple a mesura que augmenta el nivell de líquid al dipòsit objectiu. Els bypass més moderns utilitzen flotadors cilíndrics amb magnèticsistema d'indicació. Però fins i tot aquest disseny es considera obsolet a causa de limitacions importants en les capacitats de comunicació de la interfície amb l'electrònica de control i els equips d'automatització.
Mètode de mesura del flotador
També una de les maneres tradicionals més senzilles de controlar el nivell d'ompliment dels mitjans líquids. Es basa en fixar la posició del flotador a la superfície mateixa del líquid servit. El control es realitza segons diferents principis: mecànics, magnètics i magnetostrictius. En el procés de moviment, la naturalesa de la connexió entre el flotador i l'element que el controla, per exemple, una palanca rígidament fixada, canvia. L'angle de fixació canvia quan s'eleva el flotador, que és fixat pel sistema de mesura. Normalment, aquest tipus de mesura de nivell es produeix en el procés de convertir el mateix angle en un senyal elèctric. Molt sovint, ni tan sols parlem de tenir en compte indicacions concretes, sinó de registrar el moment en què s'arriba a un valor concret. En altres paraules, quan el flotador arriba al nivell d'alçada establert, l'interruptor de nivell s'activa. En els circuits més senzills, els contactes es tanquen, la qual cosa comporta determinades accions tecnològiques, per exemple, la funció d'una bomba de líquid s'atura.
Mesures hidrostàtiques de fluids
El factor de mesura clau en aquest sistema d'indicador de nivell és la pressió hidrostàtica. És a dir, s'utilitza un manòmetre amb característiques adequades i un sensor de pressió submergible. A més, una condició important per al control ésseparació del sensor del medi de treball mitjançant una membrana especial, d'una banda, i, d' altra banda, la pressió atmosfèrica s'ha de subministrar a través del subministrament capil·lar des del farciment. En el procés de mesura amb aquest tipus de nivell, es controla l'excés de pressió, l'indicador de la qual afecta les característiques de la generació d'un senyal unificat. Així mateix, al manòmetre es connecta un dispositiu elèctric amb convertidor, que s'encarrega d'avisar sobre determinats canvis que s'han produït en l'entorn controlat. Com a alternativa a aquest mètode de mesura de la pressió hidrostàtica, és possible controlar la pressió d'un gas que es bombeja a un anàleg d'un tub capil·lar des del costat del líquid que omple el dipòsit. Aquest model de manòmetre hidrostàtic s'anomena piezomètric.
indicadors de nivell de radar
En algunes indústries, s'utilitza un enfocament universal per mesurar els nivells d'alçada d'ompliment amb mitjans de procés. Per treballar amb líquids, gasos i materials a granel, l'equip de radar és òptim, el funcionament del qual es basa en l'anàlisi d'oscil·lacions modulades en freqüència. Es mesura el temps de propagació i retorn de les oscil·lacions no amortides d'antenes especials a l'entorn de servei. Les bandes d'ona poden variar d'un a desenes de GHz. Les antenes de transmissió i recepció en si mateixes poden tenir un dispositiu i característiques de radiació diferents. Per mesurar el nivell de líquids a les indústries químiques, per exemple, s'utilitzen antenes de varilla.amb un rang de mesura d' altura de fins a 20 m. Per als mitjans, el control dels quals ha augmentat els requisits en termes de precisió, s'utilitzen dispositius parabòlics i plans. Normalment són àrees de comptabilitat tècnica, on és important fixar mesures de fins a 1 mm.
Ús de tècniques de radioisòtops
La principal especialització d'aquest tipus de mesuradors de nivell és el control de materials a granel i mitjans líquids en dipòsits tancats. El principi de funcionament de l'aparell radioisòtop es basa en l'absorció dels raigs gamma que travessen la capa del medi objectiu. Tècnicament, el procés de mesura s'organitza mitjançant una font de radiació i un receptor. Els dos dispositius estan suspesos o muntats sobre una estructura de suport i estan controlats per un motor elèctric reversible que canvia la seva posició en alçada en funció del nivell d'ompliment actual. Si el sistema per mesurar el nivell del medi de treball es troba per sobre de la seva superfície, la radiació del senyal receptor serà forta, ja que no hi ha cap obstacle al seu pas. Per tant, el motor elèctric del controlador rep un senyal per baixar l'equip. La posició de l'aparell de mesura controlarà el senyal al dipòsit alimentant i processant les formes d'ona contínuament.
Mètodes de control per ultrasons
El principi de funcionament en aquest cas és en molts aspectes similar al control de radiofreqüència, en què s'emet un senyal de ràdio i el grau d'ompliment de l'àrea de producció es fixa per les característiques de la seva reflexió del medi mesurat.contenidors. Tanmateix, el mètode ultrasònic utilitza instruments acústics especials per mesurar el nivell d'ompliment. És a dir, les ones sonores es propaguen i el funcionament de l'equip és similar als principis de localització. Els indicadors es fixen segons el temps de pas de les fluctuacions de distància des de l'emissor a la línia de separació de mitjans i de tornada al dispositiu receptor. La ubicació de la interfície es determina des dels costats de l'aire (gas) i dels mitjans de treball objectiu. Així és com funcionen els dispositius combinats d' alta precisió, però al grup dels indicadors de nivell ultrasònics hi ha dispositius que només poden controlar intencionadament gas-aire (no omplert) o només l'entorn de treball.
Mètodes de microones
Una de les tecnologies de mesura sense contacte més populars que combina les tècniques i els principis del control electromagnètic de radar. La tècnica més prometedora d'aquesta classe es pot anomenar mesura electromagnètica direccional, en la qual el coeficient de reflexió del senyal es determina a partir de polsos de microones que poden penetrar al fons del dipòsit, evitant diversos tipus d'impureses i partícules de fang no desitjades. El senyal retornat, o part d'ell, es mesura per a les característiques de velocitat i completesa. Tenint en compte el temps del seu pas, es determina el grau de plenitud. Els mètodes de microones per mesurar el nivell de mitjans de treball s'utilitzen àmpliament en tasques tecnològiques de control de l'ompliment de materials granulars i en pols. En aquestes indústries, s'utilitzen sondesamb una sola suspensió sobre cables, mentre que en relació als líquids s'utilitzen estructures de suport dobles i varetes. En general, l'optimització de l'utillatge quan es treballa amb sòlids es justifica per raons de propietats físiques i mecàniques associades a limitacions tècniques en l'organització dels processos de mesura.
Conclusió
En els darrers anys, les tecnologies per al desenvolupament de mesuradors de nivell per a la monitorització de mitjans de procés han passat per diverses etapes de desenvolupament fonamentalment importants que han canviat els principis d'aquestes mesures. Entre els més importants es troben la transició a mètodes de mesura sense contacte i l'ampliació de les capacitats quan es treballa amb líquids agressius. Avui dia, el mateix mètode electromagnètic o RF sense contacte pot proporcionar un control precís del petroli cru, l'àcid, el sofre fos i l'amoníac líquid.
