اندازه گیری دقیق سطح برای کاربردهای فوم
هنگامی که مایعات به هم زده یا با گازها مخلوط می شوند، کف اجتناب ناپذیر است. به همین دلیل است که شامپوی ما کف غلیظی ایجاد می‌کند و نوشیدنی‌های گازدار مورد علاقه ما آن کف‌های دلپذیر را در بالای نوشیدنی ما دارند. با این حال، برای ابزار دقیق فرآیند و اندازه‌گیری سطح، آن حباب‌های رضایت‌بخش چالش‌های واقعی ایجاد می‌کنند، که باعث می‌شود مهندسان فرآیند تلاش کنند تا سطح مایع دقیقی را به دست.
این مشکل کف مانند به صنایع شیمیایی یا مواد غذایی و نوشیدنی مانند نمونه های ذکر شده در بالا محدود نمی شود. فوم بر فرآیندهای تمام صنایع با استفاده از مایعات تأثیر می گذارد. برای غلبه بر این چالش ها، چند روش برتر برای اندازه گیری دقیق سطح مداوم در داخل یک مخزن یا کشتی وجود دارد.
دو فناوری اصلی برای نادیده گرفتن هرگونه فوم و اندازه گیری دقیق سطح پیوسته بالاتر از بقیه هستند: رادار موج هدایت شده و فشار. این مقاله به مقایسه و مقایسه این فناوری‌ها، توانایی آنها در ارائه نتایج قابل اعتماد، و ارائه مثال‌هایی در زمانی که هر یک از فناوری‌ها بر دیگری ترجیح داده می‌شود، می‌پردازد.
رادارهای موج هدایت شونده از کابل، میله یا نوع دیگری از خط انتقال که در ماده قرار می گیرد برای اندازه گیری استفاده می کنند. پس از نصب، یک پالس مایکروویو با دامنه کم و فرکانس بالا در امتداد آن خط ارسال می‌شود و دستگاه قادر است فاصله را با اندازه‌گیری زمان لازم برای رسیدن پالس به سطح مایع محاسبه کند. این سیگنال می‌تواند مستقیماً از میان هر کفی در بالای مایع حرکت کند، زیرا ابزار فقط فوم را به عنوان فضای هوایی اضافی می‌بیند.
محدودیت های رادار موج هدایت شونده
هنگامی که مایعات کف تولید می کنند، بسیاری از اوقات به دلیل هم زدن یا گرم شدن محصول است و این کار معمولاً با میکسرها یا کویل های حرارتی داخل ظرف انجام می شود. از آنجایی که رادار موج هدایت شونده باید در محصولی که اندازه گیری می کند غوطه ور شود، موانعی مانند این می توانند از نصب یا استفاده از ابزار موج هدایت شونده جلوگیری کنند.
استفاده از فشار برای نادیده گرفتن فوم
ترانسمیترهای فشار یکی دیگر از گزینه های عالی برای اندازه گیری سطح در صورت وجود فوم هستند. فشار هیدرواستاتیک می تواند یک اندازه گیری دقیق و قابل اعتماد سطح مایع در داخل یک مخزن یا ظرف را در حالی که فوم را نادیده می گیرد فراهم کند. فرستنده فشار در نزدیکی کف مخزن نصب می شود که سلول اندازه گیری دستگاه با مایع تماس دارد و با استفاده از جرم مایع ثابت بالای آن و چگالی شناخته شده مایع، سنسور قادر به محاسبه سطح دقیق است.
سنسور فشار می‌تواند با وجود فوم، سطح دقیقی را اندازه‌گیری کند، زیرا فوم عمدتاً از گاز تشکیل شده است و تأثیر کمی بر اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیکی ندارد. همچنین، تنها تماس با مایع در یک نقطه کوچک نزدیک ته ظرف است، بنابراین میکسرها و کویل های گرمایشی نیز در اندازه گیری اختلال ایجاد نمی کنند. با این حال، استفاده از فشار برای اندازه گیری در داخل یک ظرف فوم دار می تواند معایبی داشته باشد.
محدودیت های فشار
سنسورهای فشار هیدرواستاتیک زمانی بهترین عملکرد را دارند که مایع مورد اندازه گیری چگالی ثابتی داشته باشد. اگر چگالی به دلیل دما یا ترکیب تغییر کند، با ثابت ماندن سطح واقعی، نوسان قابل مقایسه ای در خروجی سطح وجود خواهد داشت. خوشبختانه، می توان با استفاده از دو سنسور فشار بر این شکست جزئی غلبه کرد.
فشار دیفرانسیل از دو سنسور فشار برای اندازه گیری سطح استفاده می کند. VEGA هنگامی که یک سیال در یک مخزن یا مخزن بدون فشار دارای چگالی در حال تغییر است، فشار دیفرانسیل را به روشی کمی متفاوت استفاده می کند. به این سطح جبران شده چگالی می گویند. در این کاربرد دو سنسور فشار مستقل در سطوح مختلف در یک سیال غوطه ور می شوند و چگالی بر اساس تغییر فشار دیفرانسیل محاسبه می شود. این مقدار چگالی با خروجی سنسور کمترین فشار برای تعیین سطح کلی استفاده می شود. VEGA فشار دیفرانسیل الکترونیکی را برای این نوع سناریوها ارائه می دهد، به این معنی که برای نصب آب بند از راه دور نیازی به مویرگ نیست و سطح دقیق مستقل از تغییرات چگالی باقی می ماند.
گزینه سوم و چهارم برای برنامه های سطح نقطه
اگر اپراتورها فقط باید بدانند که یک کشتی یا مخزن چه زمانی به نقطه خاصی می رسد، در این صورت یک سوئیچ سطح نقطه گزینه مناسب دیگری است. با این حال، همه فن آوری های سوئیچینگ یکسان عمل نمی کنند. وقتی نوبت به اکثر مایعات می رسد، ارتعاش و خازن دو تا از رایج ترین فناوری های سوئیچینگ هستند و هر کدام بسته به آنچه برای برنامه مورد نیاز است، می توانند اطلاعات متفاوتی را به اپراتور بگویند.
سوئیچ های ارتعاشی ابزارهای تماسی هستند که در فرکانس خاصی ارتعاش می کنند. هنگامی که یک مایع با سوئیچ تماس پیدا می کند، فرکانس تغییر می کند که خروجی را فعال می کند. از آنجایی که فوم بیشتر از هوا تشکیل شده است، یک کلید لرزش تا زمانی که با مایع زیر فوم تماس پیدا نکند فعال نمی شود.
از سوی دیگر، سوئیچ‌های خازنی، توانایی مایع را برای نگه داشتن بار الکتریکی اندازه‌گیری می‌کنند و این سوئیچ‌ها به دنبال تغییرات پله‌ای در خازن ایستاده هستند. به همین دلیل است که این سنسورها را می توان برای تشخیص سطح کف نشسته در بالای مایع کالیبره کرد. این می تواند به ویژه در برنامه هایی که پوشش فوم نگران کننده هستند مفید باشد.
نتیجه
اغلب اوقات، اپراتورها می خواهند بدانند چه مقدار مایع یا مایع در مخزن یا ظرف آنها وجود دارد در حالی که محصول جانبی فوم بالای آن را نادیده می گیرند. به دست آوردن یک سطح مایع دقیق از طریق فوم می تواند یک چالش در صنایع و برنامه های کاربردی باشد. خوشبختانه، فناوری‌هایی مانند رادار موج هدایت‌شونده و فشار وجود دارد که فوم را نادیده می‌گیرند و به طور دقیق به اپراتورها اطلاع می‌دهند که در هر لحظه چقدر مایع در مخزن آنها وجود دارد. سوئیچ های ارتعاشی در مواردی که فقط به یک سطح نقطه نیاز است می توانند همین کار را انجام دهند. و برعکس، اگر فوم بیش از حد نگران کننده باشد، کاوشگرهای خازنی می توانند به اپراتورها هشدار دهند که فوم به بالای یک کشتی برسد. بسته به کاربرد، ممکن است یک یا حتی دو فناوری برای تعیین سطح مایع، جلوگیری از ایجاد کف و حصول نتایج مطلوب در فرآیند مورد نیاز باشد.