یک تحلیل فنی از راه حل های اندازه گیری سطح برای نظارت و کنترل مخازن ذخیره سازی

مقدمه ای بر فناوری فرستنده سطح مخزن

11/18/2025

فناوری های اندازه گیری و اصول عملکرد

فرستنده های سطح مخزن از اصول فیزیکی مختلفی برای تعیین سطوح مایع استفاده می کنند که هر کدام مزایا و محدودیت های متمایزی دارند. فرستنده های فشار هیدرواستاتیک، مانند فرستنده سطح نوع فشار دریایی YSZK-01L، با اندازه گیری فشار اعمال شده توسط ستون مایع در کف مخزن کار می کنند. این دستگاه ها تغییرات فشار متناظر با تغییرات سطح را حس می کنند و آنها را از طریق تقویت کننده های یکپارچه به سیگنال های 4-20 میلی آمپر متناسب تبدیل می کنند. فرستنده های فشار تفاضلی از سیستم های دیافراگم آب بندی شده برای مقایسه فشارها بین نقاط مختلف استفاده می کنند که به ویژه در مخازن تحت فشار مفید است. فرستنده های راداری و فراصوت از تکنیک های انتشار امواج غیر تماسی استفاده می کنند و تاخیر زمانی بین سیگنال های ارسالی و منعکس شده را برای محاسبه فاصله تا سطح مایع اندازه گیری می کنند. فرستنده های جابجایی بر اساس اصل ارشمیدس عمل می کنند و تغییرات نیروی شناوری را با تغییر سطح تشخیص می دهند. برای کاربردهای چالش برانگیز شامل مواد ویسکوز یا دوغاب، فرستنده های تخصصی مانند سری LT با مناطق حسگر کوچک، نصب همسطح را امکان پذیر می کنند تا از مشکلات تجمع مواد که در خمیر کاغذ و صنایع مشابه رایج است، جلوگیری شود.

مشخصات فنی کلیدی و ملاحظات طراحی

فرستنده های سطح مخزن با چندین پارامتر بحرانی مشخص می شوند که مناسب بودن آنها را برای کاربردهای خاص تعیین می کند. محدوده های اندازه گیری معمولاً از 0 تا 50 متر برای کاربردهای استاندارد گسترش می یابد، با واحدهای تخصصی که قادر به محدوده های مختلف بر اساس نیاز هستند. مشخصات دقت استاندارد از ±0.1٪ تا ±0.5٪ از مقیاس کامل متغیر است، با مدل های با دقت بالا مانند فرستنده هیدرواستاتیک Trafag EXL 8432 که به دقت ±0.2٪ از طریق جبران دمای پیشرفته با استفاده از فناوری ASIC اختصاصی دست می یابد. سازگاری با محیط زیست از طریق موادی مانند فولاد ضد زنگ SUS304/SUS316L برای کاربردهای رسانه های خورنده تضمین می شود، با محدوده دمای عملیاتی از -40 درجه سانتیگراد تا 80 درجه سانتیگراد برای مدل های استاندارد و تا 400 درجه فارنهایت (204 درجه سانتیگراد) برای فرستنده های صنعتی تخصصی. درجه بندی حفاظت به IP68 برای قابلیت غوطه وری تا عمق 250 متری می رسد که برای کاربردها در محیط های بالقوه انفجاری یا شرایط سخت بسیار مهم است.

سناریوهای پیاده سازی در سراسر صنایع

در کاربردهای دریایی، فرستنده های سطح نوع فشار به طور مداوم مخازن بالاست، مخازن سوخت و اندازه گیری های پیش نویس را نظارت می کنند و داده های حیاتی را برای پایداری کشتی و ایمنی عملیاتی ارائه می دهند. صنایع فرآیندی از فرستنده های تخصصی برای رسانه های چالش برانگیز استفاده می کنند. به عنوان مثال، فرستنده سطح مخزن PMC با قطر کوچک (1½ اینچ) نصب همسطح را در لوله هایی که خمیر کاغذ یا مواد ویسکوز را حمل می کنند، امکان پذیر می کند و بر مشکلات جیب زدن مرتبط با واحدهای نصب شده با فلنج معمولی غلبه می کند. فرستنده های سطح هیدرواستاتیک مانند EXL 8432 نظارت ایمن را در محیط های بالقوه انفجاری فراهم می کنند و آنها را برای تاسیسات فرآوری شیمیایی و ذخیره سازی نفت مناسب می کند. برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا در اندازه گیری های محدود دارند، فناوری های حسگر خازنی مانند Keller Nanolevel پایداری عالی را برای محدوده های مقیاس کامل زیر 10 فوت W.C. ارائه می دهند که برای کنترل پمپ و کاربردهای برج خنک کننده ایده آل است.

معیارهای انتخاب و دستورالعمل های ادغام

انتخاب فرستنده مناسب مستلزم ارزیابی جامع پارامترهای خاص کاربرد است. ویژگی های رسانه از جمله ویسکوزیته، خوردگی و وجود جامدات معلق، فناوری حسگر و مواد ساخت و ساز مناسب را تعیین می کند. محدودیت های نصب مانند فضای موجود، انواع اتصال و دسترسی بر پیکربندی فرستنده تأثیر می گذارد، با گزینه هایی از جمله نصب فلنج، اتصالات رزوه ای و نصب های زیر آب. الزامات سیگنال خروجی (4-20 میلی آمپر، HART، Fieldbus) سازگاری با سیستم های کنترل موجود را دیکته می کند، در حالی که عوامل محیطی از جمله دمای شدید، طبقه بندی مناطق خطرناک و شرایط غوطه وری احتمالی، درجه بندی حفاظت لازم را تعیین می کند. بهترین روش های پیاده سازی شامل روش های کالیبراسیون مناسب با در نظر گرفتن تغییرات وزن مخصوص، جهت گیری نصب صحیح برای جلوگیری از خطاهای اندازه گیری و اتصال زمین کافی برای جلوگیری از تداخل سیگنال در محیط های پر سر و صدا از نظر الکتریکی است.

نتیجه گیری: پیشرفت قابلیت های نظارت بر سطح مخزن

فناوری فرستنده سطح مخزن همچنان با پیشرفت در فناوری های حسگر، علم مواد و پروتکل های ارتباطی در حال تکامل است. ادغام رابط های دیجیتال و قابلیت های هوشمند، تشخیص پیشرفته، پیکربندی از راه دور و ویژگی های نگهداری پیش بینی کننده را امکان پذیر می کند که قابلیت اطمینان عملیاتی را بهبود می بخشد و هزینه های چرخه عمر را کاهش می دهد. با خودکارتر شدن و داده محور شدن فرآیندهای صنعتی، فرستنده های سطح نقش مهمی در فعال کردن استراتژی های مدیریت دارایی جامع و بهینه سازی فرآیند در صنایع مختلف ایفا خواهند کرد.

-Endress+Hauser Instruments    

-ALLEN BRADLEY PLC

-YOKOGAWA Instruments

-MTL

-P+F

-محصولات بیشتر