اندازه گیری سطح مشترک بین دو مایع در یک مخزن

برای تشخیص سطح مشترک بین دو مایع در یک مخزن ، مانند نفت و آب است. چگالی یا وزن مخصوص این دو مایع به این معنی است که مایع با چگالی کمتر روی مایع با چگالی بالاتر شناور می شود. در برخی موارد، این دو مایع به طور کامل از هم جدا می شوند و در نتیجه یک رابط "واضح" ایجاد می شود که تشخیص آسان تر خواهد بود.

در موارد دیگر، یک لایه امولسیونی یا "راگ" بین دو مایع وجود خواهد داشت. موقعیت های رابط دیگر شامل چندین رابط بین بیش از دو محصول یا رابط بین مایع و جامد است. در برخی موارد ممکن است نیاز به اندازه گیری ضخامت لایه بالایی باشد.

چرا رابط ها را اندازه گیری کنیم؟

دلیل تمایل به یافتن رابط بین نفت خام و آب در مخزن پالایشگاه واضح است: یک پالایشگاه نمی‌خواهد هیچ آبی وارد فرآیند تقطیر شود. هنگامی که کاربر بداند رابط در کجا قرار دارد، می تواند نفت خام را جدا کند و تنها آب را به طور جداگانه پردازش کند.

دقت در اینجا بسیار مهم است زیرا هر روغن در آب به معنای از دست دادن محصول است و هر آبی در روغن نیاز به پردازش اضافی دارد. این اغلب در مورد سایر محصولات وجود دارد. یک فرآیند ممکن است نیاز به جداسازی دو محصول مختلف داشته باشد و یک محصول حاوی باقیمانده محصول دیگری نباشد. در برخی کاربردها، جداسازی ممکن است کاملاً واضح نباشد، مانند متانول در آب، گازوئیل و دیزل سبز، مشروب سیاه و صابون و غیره.

در این مخازن از سه مدل سنسور کنترل برای اندازه گیری  میتوان استفاده کرد:

سنسور های شناوری (فلوتری ): .برای اندازه گیری سطح رابط، میله اندازه گیری دارای دو شناور با چگالی متفاوت است. به طوری که هر شناور می تواند بالای دو سطح مایع شناور شود. یکی برای حس رابط مایع و مایع و دیگری برای حس کردن رابط مایع و بخار.

حسگر شناور دقیقاً همان کاری را انجام می دهد که به نظر می رسد ، روی بالای مایع شناور است. سنسور شناور می تواند سطح مایع بالایی را تشخیص دهد. برای تشخیص رابط، یک سنسور جابجایی که با وزن مخصوص سیال پایین کالیبره شده است، در بالای سیال پایینی یا هدف شناور می شود.

سنسورهای خازنی : یک فرستنده خازنی دارای یک میله یا کابل روکش شده است که تا کف مخزن امتداد دارد و ظرفیت موادی را که در تماس با سنسور است اندازه گیری می کند. میله یا کابل یک فرستنده خازنی مانند یک صفحه خازن عمل می کند و دیواره مخزن فلزی به عنوان صفحه دیگر عمل می کند. هر ماده ای که بین دو صفحه باشد، قرائت روی پروب را تغییر می دهد.

برای اینکه یک فرستنده ظرفیتی بتواند رابط مایع را اندازه گیری کند، یکی از محصولات باید رسانا و دیگری غیر رسانا باشد. تأثیر مواد رسانا بر حسگر چیزی است که باعث خواندن می شود، زیرا مواد غیر رسانا تأثیر بسیار کمی بر خروجی خواهند داشت. یکی از مزیت های بزرگ استفاده از ظرفیت خازنی در برنامه های رابط این است که تحت تأثیر امولسیون ها یا لایه های پارچه ای قرار نمی گیرد.

سنسور کنترل سطح راداری : یک فرستنده رادار هدایت شونده دارای میله یا کابلی است که برای "هدایت" سیگنال رادار به داخل مخزن امتداد می یابد. بخشی از انرژی رادار در سطح مایع منعکس شده و به فرستنده باز می گردد. مدت زمانی که طول می کشد تا سیگنال پایین بیاید و برگردد، متناسب با فاصله تا محصول است. انرژی باقیمانده از طریق رسانه بالایی حرکت می کند و در سطح مشترک که در آن تغییری در دی الکتریک وجود دارد منعکس می شود. بنابراین می تواند یک خروجی برای سطح بالای کلی و سطح رابط ارائه دهد.

چگالی آن تحت تأثیر قرار نمی گیرد و می تواند رابط بین دو مایع را تا زمانی که ثابت دی الکتریک (dk) بین دو محیط بزرگتر از 10 dk باشد و هر لایه امولسیونی یا پارچه ای کمتر از دو اینچ ضخامت داشته باشد، تشخیص دهد. این فناوری در کاربردهایی با لایه های ضخیم کهنه کار نمی کند. رسانه بالایی باید دی الکتریک کمتر از 10 dk داشته باشد، یا سیگنال رادار به اندازه کافی نمی تواند از طریق آن نفوذ کند تا رابط را بخواند.