Σε πολλές βιομηχανίες, τα υγρά και χύμα υλικά χρησιμοποιούνται ως τεχνολογικά μέσα. Στους τρόπους εν σειρά παραγωγής προϊόντων, και ιδιαίτερα με αυτόματα χειριστήρια, απαιτείται συνεχής παρακολούθηση των παραμέτρων των υλικών εργασίας. Το πιο συνηθισμένο μέσο αυτού του ελέγχου είναι η μέτρηση της στάθμης, κατά την οποία παρακολουθείται ο βαθμός πλήρωσης του ενός ή του άλλου χωρητικού εξοπλισμού.
Εφαρμογή τεχνολογίας
Σε αυτή την περίπτωση, ως επίπεδο νοείται το ύψος πλήρωσης της τεχνολογικής εγκατάστασης (δεξαμενή, δεξαμενή, δεξαμενή, έμβολο) με το μέσο εργασίας. Από μόνη της, η γνώση αυτής της αξίας είναι απαραίτητη για τη διαχείριση και τον έλεγχο της παραγωγικής διαδικασίας. Ειδικότερα, τέτοιες μετρήσεις αποτελούν απαραίτητη λειτουργία στη χημική βιομηχανία, τη διύλιση πετρελαίου και τη βιομηχανία τροφίμων. Γνωρίζοντας το επίπεδο πλήρωσης της δεξαμενής για τη συλλογή καθαρού λαδιού, για παράδειγμα, ο χειριστής μπορεί να ορίσει τις βέλτιστες παραμέτρους για τη λειτουργία της αντλίας άντλησηςσταθμούς. Και πάλι, πολλές βιομηχανίες λειτουργούν με αυτοματισμό, επομένως τα δεδομένα εξόδου μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία από ελεγκτές, οι οποίοι, ακόμη και χωρίς τη συμμετοχή χειριστή, δίνουν εντολές στις εκτελεστικές μονάδες, λαμβάνοντας υπόψη τις πληροφορίες που λαμβάνονται σχετικά με το επίπεδο πλήρωσης της ελεγχόμενης συσκευής. Ανάλογα με τη συγκεκριμένη τεχνολογική λειτουργία και τις λογιστικές απαιτήσεις, διαφορετικές μονάδες μέτρησης στάθμης ενδέχεται να αλλάξουν - για παράδειγμα, υπάρχουν μέθοδοι με ευρύ φάσμα μετρήσεων από 0,5 έως 20 m, καθώς και εξειδικευμένα σχήματα εργαστηριακού ελέγχου που λαμβάνουν υπόψη ένα στενό εύρος από 0 έως 500 mm. Η άμεση μέτρηση πραγματοποιείται με φυσικές, ηλεκτρομαγνητικές και υπερηχητικές συσκευές, μερικές από τις οποίες καταγράφουν και τις ιδιότητες του μέσου - χημική σύνθεση, πίεση, θερμοκρασία κ.λπ.
Οπτικά χειριστήρια
Ο απλούστερος τρόπος επίλυσης του προβλήματος, στον οποίο αρκεί να χρησιμοποιήσετε ένα τυπικό εργαλείο μέτρησης. Χρησιμοποιούνται ρουλέτες, χάρακες, γυαλιά οράσεως και άλλες συσκευές, οι οποίες, καταρχήν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις δεδομένες συνθήκες ενός συγκεκριμένου περιβάλλοντος παραγωγής. Το πιο τεχνολογικό μέσο μέτρησης του επιπέδου αυτού του τύπου είναι ένας απομακρυσμένος δείκτης ή ένας δείκτης παράκαμψης. Τοποθετείται στο πλάι της δεξαμενής μέσω συνδέσεων με σπείρωμα, φλάντζας ή συγκολλημένες συνδέσεις. Η διαδικασία ένδειξης παρέχεται από έναν διαφανή σωλήνα που γεμίζει καθώς αυξάνεται η στάθμη του υγρού στη δεξαμενή στόχου. Οι πιο σύγχρονες παρακάμψεις χρησιμοποιούν κυλινδρικούς πλωτήρες με μαγνητικούςσύστημα ενδείξεων. Αλλά ακόμη και ένας τέτοιος σχεδιασμός θεωρείται ξεπερασμένος λόγω σημαντικών περιορισμών στις δυνατότητες επικοινωνίας της διασύνδεσης με ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου και εξοπλισμό αυτοματισμού.
Μέθοδος μέτρησης float
Επίσης ένας από τους απλούστερους παραδοσιακούς τρόπους ελέγχου του επιπέδου πλήρωσης υγρών μέσων. Βασίζεται στη στερέωση της θέσης του πλωτήρα στην ίδια την επιφάνεια του σερβιρισμένου υγρού. Ο έλεγχος πραγματοποιείται σύμφωνα με διαφορετικές αρχές - μηχανικές, μαγνητικές και μαγνητοσυστολές. Στη διαδικασία μετακίνησης, αλλάζει η φύση της σύνδεσης μεταξύ του πλωτήρα και του στοιχείου που τον ελέγχει, για παράδειγμα, ένας άκαμπτα σταθερός μοχλός. Η γωνία προσάρτησης αλλάζει όταν ο πλωτήρας ανεβαίνει, κάτι που καθορίζεται από το σύστημα μέτρησης. Συνήθως, αυτός ο τύπος μέτρησης στάθμης συμβαίνει κατά τη διαδικασία μετατροπής της ίδιας γωνίας σε ηλεκτρικό σήμα. Τις περισσότερες φορές, δεν μιλάμε καν για τη λήψη υπόψη συγκεκριμένων ενδείξεων, αλλά για την καταχώριση τη στιγμή που επιτυγχάνεται μια συγκεκριμένη τιμή. Με άλλα λόγια, όταν ο πλωτήρας φτάσει στο καθορισμένο επίπεδο ύψους, ενεργοποιείται ο διακόπτης στάθμης. Στα πιο απλά κυκλώματα, οι επαφές κλείνουν, γεγονός που οδηγεί σε ορισμένες τεχνολογικές ενέργειες - για παράδειγμα, η λειτουργία μιας αντλίας υγρού σταματά.
Υδροστατικές μετρήσεις υγρών
Ο βασικός παράγοντας μέτρησης σε αυτό το σύστημα μετρητή στάθμης είναι η υδροστατική πίεση. Χρησιμοποιείται δηλαδή μανόμετρο με κατάλληλα χαρακτηριστικά και υποβρύχιος αισθητήρας πίεσης. Επιπλέον, σημαντική προϋπόθεση για τον έλεγχο είναιο διαχωρισμός του αισθητήρα από το μέσο εργασίας με ειδική μεμβράνη αφενός, και αφετέρου, η ατμοσφαιρική πίεση πρέπει να παρέχεται μέσω της τριχοειδούς παροχής από το πληρωτικό. Στη διαδικασία μέτρησης με αυτόν τον τύπο στάθμης, ελέγχεται η υπερβολική πίεση, η ένδειξη της οποίας επηρεάζει τα χαρακτηριστικά της παραγωγής ενός ενοποιημένου σήματος. Επίσης, μια ηλεκτρική συσκευή με μετατροπέα συνδέεται με το μανόμετρο, το οποίο είναι υπεύθυνο για την ειδοποίηση για ορισμένες αλλαγές που έχουν συμβεί στο ελεγχόμενο περιβάλλον. Ως εναλλακτική σε αυτή τη μέθοδο μέτρησης της υδροστατικής πίεσης, είναι δυνατός ο έλεγχος της πίεσης ενός αερίου που αντλείται σε ένα ανάλογο ενός τριχοειδούς σωλήνα από την πλευρά του υγρού που γεμίζει τη δεξαμενή. Αυτό το μοντέλο του υδροστατικού μετρητή πίεσης ονομάζεται πιεζομετρικό.
Μετρητές στάθμης ραντάρ
Σε ορισμένες βιομηχανίες, χρησιμοποιείται μια καθολική προσέγγιση για τη μέτρηση των επιπέδων ύψους πλήρωσης με μέσα διεργασίας. Για την εργασία με υγρά, αέρια και υλικά χύδην, ο εξοπλισμός ραντάρ είναι ο βέλτιστος κατάλληλος, η λειτουργία του οποίου βασίζεται στην ανάλυση ταλαντώσεων που διαμορφώνονται με συχνότητα. Μετράται ο χρόνος διάδοσης και επιστροφής των μη απόσβεσης ταλαντώσεων από ειδικές κεραίες στο εξυπηρετούμενο περιβάλλον. Οι ζώνες κυμάτων μπορεί να ποικίλλουν από ένα έως δεκάδες GHz. Οι ίδιες οι κεραίες εκπομπής-λήψης μπορεί να έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά συσκευής και ακτινοβολίας. Για τη μέτρηση του επιπέδου των υγρών στις χημικές βιομηχανίες, για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται κεραίες ράβδων.με εύρος μέτρησης ύψους έως 20 μ. Για μέσα, ο έλεγχος των οποίων έχει αυξημένες απαιτήσεις ως προς την ακρίβεια, χρησιμοποιούνται παραβολικές και επίπεδες συσκευές. Συνήθως αυτοί είναι τομείς της τεχνικής λογιστικής, όπου είναι σημαντικό να καθοριστούν μετρήσεις έως και 1 mm.
Χρήση τεχνικών ραδιοϊσοτόπων
Η κύρια εξειδίκευση αυτού του τύπου μετρητών στάθμης είναι ο έλεγχος χύδην υλικών και υγρών μέσων σε κλειστές δεξαμενές. Η αρχή λειτουργίας της συσκευής ραδιοϊσοτόπων βασίζεται στην απορρόφηση των ακτίνων γάμμα που διέρχονται από το στρώμα του μέσου στόχου. Τεχνικά, η διαδικασία μέτρησης οργανώνεται χρησιμοποιώντας μια πηγή ακτινοβολίας και έναν δέκτη. Οι δύο συσκευές είναι αναρτημένες ή τοποθετημένες σε μια δομή στήριξης και ελέγχονται από έναν αναστρέψιμο ηλεκτροκινητήρα που αλλάζει τη θέση τους σε ύψος ανάλογα με το τρέχον επίπεδο πλήρωσης. Εάν το σύστημα μέτρησης της στάθμης του μέσου εργασίας βρίσκεται πάνω από την επιφάνειά του, τότε η ακτινοβολία από το σήμα λήψης θα είναι ισχυρή, αφού δεν υπάρχει εμπόδιο στην πορεία του. Επομένως, ο ηλεκτροκινητήρας από τον ελεγκτή λαμβάνει ένα σήμα για να χαμηλώσει τον εξοπλισμό. Η θέση του εξαρτήματος μέτρησης θα ελέγχει το σήμα στη δεξαμενή τροφοδοτώντας και επεξεργάζοντας συνεχώς τις κυματομορφές.
Μέθοδοι ελέγχου υπερήχων
Η αρχή λειτουργίας σε αυτήν την περίπτωση είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με τον έλεγχο ραδιοσυχνοτήτων, στον οποίο εκπέμπεται ένα ραδιοσήμα και ο βαθμός πλήρωσης της περιοχής παραγωγής καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά της ανάκλασής του από το μετρούμενο μέσοδοχεία. Ωστόσο, η μέθοδος των υπερήχων χρησιμοποιεί ειδικά ακουστικά όργανα για τη μέτρηση του επιπέδου πλήρωσης. Δηλαδή, τα ηχητικά κύματα διαδίδονται και η λειτουργία του εξοπλισμού είναι παρόμοια με τις αρχές της τοποθεσίας. Οι ενδείξεις καθορίζονται ανάλογα με το χρόνο μετάβασης των διακυμάνσεων της απόστασης από τον πομπό στη γραμμή διαχωρισμού μέσων και πίσω στη συσκευή λήψης. Η θέση της διεπαφής καθορίζεται από τις πλευρές του αέρα (αερίου) και των μέσων εργασίας του στόχου. Έτσι λειτουργούν οι συνδυασμένες συσκευές υψηλής ακρίβειας, αλλά στην ομάδα των μετρητών στάθμης υπερήχων υπάρχουν συσκευές που μπορούν σκόπιμα να ελέγχουν μόνο αέρα αερίου (χωρίς πλήρωση) ή μόνο το περιβάλλον εργασίας.
Μέθοδοι φούρνου μικροκυμάτων
Μία από τις πιο δημοφιλείς τεχνολογίες μετρήσεων χωρίς επαφή που συνδυάζει τις τεχνικές και τις αρχές του ηλεκτρομαγνητικού ελέγχου ραντάρ. Η πιο πολλά υποσχόμενη τεχνική αυτής της κατηγορίας μπορεί να ονομαστεί κατευθυντική ηλεκτρομαγνητική μέτρηση, στην οποία ο συντελεστής ανάκλασης σήματος προσδιορίζεται με βάση παλμούς μικροκυμάτων που μπορούν να διεισδύσουν στον πυθμένα της δεξαμενής, παρακάμπτοντας διάφορα είδη ανεπιθύμητων ακαθαρσιών και σωματιδίων λάσπης. Το επιστρεφόμενο σήμα, ή μέρος αυτού, μετράται για τα χαρακτηριστικά πληρότητας και ταχύτητας. Λαμβάνοντας υπόψη τον χρόνο διέλευσης του, προσδιορίζεται ο βαθμός πληρότητας. Οι μέθοδοι μικροκυμάτων για τη μέτρηση του επιπέδου των μέσων εργασίας χρησιμοποιούνται ευρέως σε τεχνολογικές εργασίες ελέγχου της πλήρωσης κοκκωδών υλικών και υλικών σε σκόνη. Σε τέτοιες βιομηχανίες, χρησιμοποιούνται ανιχνευτέςμε μονή ανάρτηση σε καλώδια, ενώ σε σχέση με υγρά χρησιμοποιούνται διπλές και ράβδοι δομές στήριξης. Γενικά, η βελτιστοποίηση των εργαλείων κατά την εργασία με στερεά δικαιολογείται για λόγους φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων που σχετίζονται με τεχνικούς περιορισμούς στην οργάνωση των διαδικασιών μέτρησης.
Συμπέρασμα
Τα τελευταία χρόνια, οι τεχνολογίες για την ανάπτυξη μετρητών στάθμης για τα μέσα παρακολούθησης της διαδικασίας έχουν περάσει από πολλά θεμελιωδώς σημαντικά στάδια ανάπτυξης που έχουν αλλάξει τις αρχές τέτοιων μετρήσεων. Μεταξύ των πιο σημαντικών από αυτές είναι η μετάβαση σε μεθόδους μέτρησης χωρίς επαφή και η επέκταση των δυνατοτήτων κατά την εργασία με επιθετικά υγρά. Σήμερα, η ίδια μέθοδος RF χωρίς επαφή ή ηλεκτρομαγνητική μπορεί να παρέχει ακριβή έλεγχο του αργού πετρελαίου, του οξέος, του λιωμένου θείου και της υγρής αμμωνίας.
