التحكم في المستوى في أنظمة الأتمتة الصناعية

تتطلب العديد من أنظمة الأتمتة قياس المستوى. وهناك العديد من الصناعات التي تتطلب قياس المستوى. يوجد اليوم العديد من مستشعرات المستوى التي تسمح لك بقياس العديد من الكميات المادية المتعلقة بكمية مادة معينة في الخزان.

تعمل مستشعرات المستوى الأول فقط مع السوائل ، ولكن الآن ، بفضل التطورات ، توجد مستشعرات للمواد السائبة. تسمح لك عدادات المستوى ومفاتيح المستوى بمراقبة المستوى باستمرار والتحكم فيما إذا كانت المادة تصل إلى المستوى المحدد. في هذه المقالة سوف نركز على أنواع عدادات المستوى الحديثة.

اليوم ، يمكن أن تعمل مستشعرات المستوى مع كل من السوائل والمواد السائبة وحتى الغازات ، ويمكن وضع المادة في كل من الحاوية وفي خط الأنابيب. تنقسم المستشعرات إلى ملامسة وغير ملامسة ، ووفقًا لطريقة التثبيت ، يمكن تصميمها للتثبيت إما في جسم خط الأنابيب أو الحاوية مع المادة المقاسة ، أو فوق المادة المقاسة.

عملت مستشعرات المستوى الأول على المبدأ البسيط للعوامة واستخدمت طريقة لإغلاق جهات الاتصال مع المواد. الآن خضعت المستشعرات لتحسينات ، فهي تحتوي على دوائر في تصميمها توفر عددًا من الوظائف الإضافية ، مثل قياس الحجم ، ومعدل التدفق ، والإشارة عند الوصول إلى الحد الأقصى ، وما إلى ذلك. يمكن معالجة نتائج القياس وتخزينها.

سواء كانت الصناعة تتعامل مع المواد السائلة ، اللزجة ، الغازية ، التدفق الحر ، اللزجة ، اللزجة ، فهناك دائمًا مستشعر المستوى المناسب للبيئة المناسبة. الماء ، المحلول ، القلويات ، الأحماض ، الزيت ، الزيت ، الوقود والزيوت ، الحبيبات البلاستيكية - نطاق التطبيق واسع جدًا ، وتسمح لك المستشعرات القائمة على مبادئ فيزيائية مختلفة باختيار النوع المناسب لظروف محددة ولأي مهمة تقريبًا.

تتكون أجهزة الاستشعار من جزأين: المستشعر نفسه وأداة تصور البيانات. مستشعرات التلامس وعدم الاتصال والتغيير المستمر وتتبع الحدود - نطاق إمكانات المستشعرات اليوم غنية جدًا.

يتم تحديد نوع المستشعر الذي تختاره حسب تفاصيل العملية الصناعية والبيئة التي سيعمل فيها المستشعر. باستخدام أدوات التصور ، يمكن لعملية القياس إنشاء رسوم بيانية لتحليل المعلومات على مستوى المنتج ، مما يسهل الأتمتة بشكل كبير.

تستخدم عدادات المستوى للمراقبة المستمرة لمستوى المواد السائبة أو السوائل في الخزانات الطبيعية والاصطناعية. يقيسون المستوى بدقة تتراوح من بضعة أجزاء من الألف من الثانية إلى عشرات الثواني.

يتم استخدامها لمراقبة مستوى المحاليل المائية والأحماض والقواعد والكحول وما إلى ذلك ، وكذلك المواد السائبة.إنهم على اتصال وعدم اتصال ، وهم متنوعون تمامًا وفقًا للمبادئ المادية. دعونا نلقي نظرة على كل نوع بمزيد من التفصيل.

مقاييس مستوى الرادار الميكروويف

يتم استخدامها للمراقبة المستمرة للمستوى ، فهي عالمية. يستخدم العمل ظاهرة انعكاس الموجة الكهرومغناطيسية من الواجهة بين وسيطين. تردد الموجات من 6 إلى 95 جيجاهرتز ، وكلما زاد كلما انخفض ثابت العزل المواد المقاسة ، على سبيل المثال للمنتجات البترولية ، يجب أن يكون تردد الموجات الحد الأقصى. لكن يجب ألا يكون ثابت العزل أعلى من 1.6.

نظرًا لأن المستشعر يعمل مثل الرادار ، فإنه لا يخاف من التداخل ، كما أن التردد العالي للموجات يقلل من التأثير الطفيلي للضغط ودرجة الحرارة في الوعاء. أجهزة استشعار الرادار ذات ترددات التشغيل العالية محصنة ضد الغبار والبخار والرغوة.

اعتمادًا على نوع وحجم هوائي المستشعر ، قد تختلف دقة الجهاز. كلما كان الهوائي أكبر وأوسع ، كانت الإشارة أقوى وأكثر دقة ، وكلما زاد النطاق ، كانت الدقة أفضل. دقة أجهزة استشعار رادار الميكروويف في حدود 1 مم ، ويمكنها العمل في درجات حرارة تصل إلى +250 درجة مئوية وقياس مستوى يصل إلى 50 مترًا.

تُستخدم عدادات مستوى الرادار في العديد من الصناعات حيث يتم التعامل مع المواد السائبة: في البناء ، والنجارة ، والصناعات الكيماوية ، وصناعة الأغذية ، وإنتاج البلاستيك والزجاج والسيراميك. كما أنها قابلة للتطبيق لقياس مستوى السوائل.

أجهزة قياس صوتية

يتم استخدام الموجات الصوتية ، والتي ، عندما تنعكس بواسطة المادة المرصودة ، يتم تلقيها ومعالجتها.يقوم البرنامج بتصفية الإشارة المطلوبة عن طريق الكشف عن أصداء زائفة.

يتم إرسال الإشارة بنبضة قوية ، وبالتالي فإن الخسائر والتوهين ضئيلتان. اعتمادًا على درجة الحرارة ، يتم تعويض الإشارة وتظل الدقة عالية ، في غضون ربع بالمائة. يتم تركيب المستشعر عموديًا أو بزاوية. يمكن أن يصل مستوى التغيير إلى 60 مترًا. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +150 درجة مئوية. حدث الانفجار.

تُستخدم مقاييس الضغط الصوتية في العديد من الصناعات ، بدءًا من أنظمة التشغيل الآلي لتحميل الرافعات وأنظمة مراقبة مستوى الصرف الصحي في خزانات الصرف الصحي ، وحتى تصنيع الشوكولاتة.

متر مستوى الموجات فوق الصوتية

يتم استقبال اهتزازات الموجات فوق الصوتية المنعكسة من الواجهة بين الوسيطتين ويتم قياس الفاصل الزمني بين لحظة إرسال الإشارة واستقبالها. التحفظ هو بضع ثوان ، ويرجع ذلك إلى السرعة المحدودة للصوت في الهواء. يصل الحد الأقصى لمستوى القياس إلى 25 مترًا.

يتيح لك البرنامج التكوين المسبق لجهاز الاستشعار ليتم إيقاف تشغيله خلال الفترة التي تمر فيها بعض الآليات تحتها ، على سبيل المثال شفرة التحريك. من الممكن التحكم في المستشعر من جهاز كمبيوتر. مثبتة رأسياً فوق المادة أو بزاوية. الدقة في حدود ربع بالمائة. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +90 درجة مئوية. حدث الانفجار.

تستخدم عدادات المستوى بالموجات فوق الصوتية لمراقبة مستوى المواد السائبة في العديد من المجالات ، من مصانع الأسمنت إلى الصناعات الكيميائية والغذائية.

مقاييس المستوى الهيدروستاتيكي

قم بقياس ضغط السائل في قاع الحاوية. يتم تحويل تشوه العنصر الحساس إلى إشارة كهربائية. عند قياس الضغط التفاضلي ، يكون الاتصال بالغلاف الجوي ضروريًا.مناسب للعمل مع الماء والسوائل الأخرى غير العدوانية ، للمعاجين ، إلخ. يمكن أن يعمل في كل من الغرف المفتوحة والمغلقة ، في حمامات السباحة ، الآبار ، إلخ.

يعتمد مقدار الضغط على كثافة السائل وحجمه في الخزان ، على ارتفاع عمود السائل. يمكن أن يكون مقياس المستوى غاطسًا أو عاديًا - إما أن يتم إزالة أنبوب شعري للتلامس مع الغلاف الجوي ، أو يتم قطع جهاز الإرسال مباشرة في قاع الخزان.

أثناء التركيب ، من الضروري استبعاد التثبيت الخاطئ لضغط تدفق السائل عند ضخه في الخزان. الدقة في حدود ربع بالمائة. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +125 درجة مئوية.

تستخدم عدادات المستوى الهيدروستاتيكي على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية في الخزانات ، وفي الإسكان والخدمات المجتمعية في الآبار ، وفي صناعة الأغذية ، فهي مجهزة بحاويات تحتوي على منتجات سائلة ، وفي صناعة المعادن ، وفي صناعة الأدوية ، وفي صناعة البترول ، إلخ.

متر مستوى السعوية

يشكل مجس المستشعر وجدار الخزان الموصل أ لوحات مكثف... بدلاً من جدار موصل ، يمكن استخدام أنبوب خاص للتركيب على المسبار أو مسبار آخر منفصل مؤرض. تعمل المادة الموجودة بين الألواح كعازل كهربائي للمكثف - هواء أو مادة يتم رصد مستواها.

من الواضح أنه عند ملء الخزان ، ستتغير السعة الكهربائية للمكثف تدريجياً. مع وجود خزان فارغ ، سيكون للسعة الكهربائية قيمة معينة ، وفي عملية إزاحة الهواء ، ستتغير. تؤدي زيادة المنتج في الخزان إلى تغيير سعة المكثف المكون من المستشعر والخزان.

تقوم إلكترونيات المستشعر بتحويل التغيير في السعة إلى تغيير في المستوى.إذا كان شكل الخزان غير عادي ، فسيتم استخدام مسبار ثانٍ ، حيث يجب وضع ألواح المكثف المشكل عموديًا. يصل الحد الأقصى إلى 30 مترًا. الدقة لا تقل عن ثلث نسبة مئوية. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +800 درجة مئوية ، حسب الموديل. وقت التأخير قابل للتعديل.

تستخدم مستشعرات المستوى السعوي بشكل أساسي لمراقبة مستوى السوائل في العديد من المجالات حيث يكون من الضروري الحفاظ على مستوى معين من المنتج: في إنتاج المشروبات ، والمواد الكيميائية المنزلية ، وفي محطات إنتاج المياه ، وفي الزراعة ، وما إلى ذلك.

مقاييس المستوى المغناطيسي

يوجد عوامة مغناطيسية دائمة على السائق. يتم تثبيت مفاتيح حساسة مغناطيسيا داخل السائق. يؤدي التشغيل المتسلسل للمفاتيح عند ملء الخزان أو تفريغه إلى تغيير التيار في الأجزاء الفردية.

المبدأ بسيط للغاية لدرجة أن عدادات المستوى هذه لا تتطلب تعديلًا وبالتالي فهي رخيصة وشائعة. يتم إدخال القيود فقط من خلال كثافة السائل. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +120 درجة مئوية. حد التحول 6 أمتار.

يعد مقياس الضغط المغناطيسي حلاً فعالاً من حيث التكلفة لقياس مستوى السائل في العديد من الصناعات.

متر الميكروويف المنعكس

على عكس أجهزة قياس الرادار ، هنا تنتشر الموجة ليس في الهواء الطلق ، ولكن على طول مسبار الجهاز ، والذي يمكن أن يكون حبلًا أو عصا. تخضع نبض الموجة للانعكاس من الواجهة بين وسيطين لهما ثوابت عازلة مختلفة وتعود للخلف ، ويتم تثبيت الوقت بين لحظة الإرسال ولحظة الاستقبال بواسطة الإلكترونيات وتحويلها إلى قيمة سوية.

يتجنب استخدام الدليل الموجي التأثير الطفيلي للغبار والرغوة والغليان وكذلك تأثير درجة الحرارة المحيطة. يجب ألا يقل ثابت العزل الكهربائي للوسيط المقاس عن 1.3e.

يمكن استخدام مقاييس مستوى العاكس حيث لا يمكن للرادار العمل بسبب نمط الإشعاع ، على سبيل المثال في الخزانات الطويلة الضيقة. الحد الأقصى للقياس 30 مترا. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +200 درجة مئوية. دقة في حدود 5 ملم.

يمكن استخدام أجهزة إرسال مستوى الميكروويف الانعكاسية لمراقبة مستوى السوائل والمواد الصلبة غير الموصلة والموصلية بشكل مستمر ، وكذلك لقياس كتلتها وحجمها. قابل للتطبيق في العديد من الصناعات.

تجاوز مستوى الإرسال

يوجد عمود قياس على جانب الوعاء. يملأ السائل الأنبوب ويقاس مستواه. مبدأ اتصال السفينة. يطفو المغناطيس على سطح السائل في الأنبوب ، وبالقرب من الأنبوب يطفو جهاز استشعار قابض مغناطيسي يحول المسافة إلى المغناطيس إلى إشارة حالية.

يحتوي الأنبوب على لوحات مؤشرات بألوان مختلفة تغير موضعها تحت تأثير المجال المغناطيسي للمغناطيس. نظرًا لعدم وجود اتصال للسائل بالبيئة الخارجية ، فإن المرسلات الالتفافية قابلة للتطبيق في الصناعات الغذائية والصيدلانية. تحديد مستوى القياس بـ 3.5 متر. دقة في حدود 0.5 مم. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +250 درجة مئوية.

أجهزة قياس الالتفافية قابلة للتطبيق عندما يكون التحكم البصري في مستوى السائل مطلوبًا: في صناعة الطاقة الحرارية ، في الصناعة الكيميائية ، في القطاع السكني ، في صناعة الكهرباء ، في صناعة الأغذية وفي صناعة النفط والغاز.

مرسلات مستوى التضيق المغناطيسي

يحتوي الدليل المرن أو الصلب على عوامة بمغناطيس مدمج. يوجد دليل موجي على طول الموصل ، حيث يتم تحفيز مجال مغناطيسي شعاعي حوله بواسطة نبضات التيار عبر الملف. عندما يصطدم هذا المجال المغناطيسي بالمجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم للطفو ، فإن الدليل الموجي التقبضي المغناطيسي يخضع لتشوه بلاستيكي ديناميكي للغاية.

نتيجة لهذا التشوه ، تنتشر الموجات فوق الصوتية على طول الدليل الموجي ويتم تثبيتها بواسطة محول طاقة إلكتروني في أحد طرفيه. تحدد المقارنة خلال لحظة نبضة الزناد ووقت حدوث نبضة التشوه موقع الطفو. يصل حد مستوى القياس إلى 15 مترًا. دقة في حدود 1 مم. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +200 درجة مئوية.

تستخدم مقاييس الضغط المغناطيسية في الصناعة الكيميائية لمراقبة مستوى سوائل الرغوة ، في صناعة الأغذية وفي علم المعادن لمراقبة مستوى المواد الغذائية السائلة والوقود.

الكثير من مقاييس المستوى

يتم توصيل الحمولة بكابل أو بشريط ملفوف على أسطوانة. عند تثبيت المستشعر على غطاء الخزان ، يصبح من الممكن تقليل الحمل في الخزان. يقوم المحرك الكهربائي بتدوير الأسطوانة وينزل الحمل أسفل الكابل. عندما يلامس الوزن سطح المادة المراد قياسها ، يتم تحرير التوتر في الحبل وهذا يشير إلى مستوى المادة. يلتف الحبل حول الأسطوانة مرة أخرى ، ويرفع الحمولة احتياطيًا.

تحسب الإلكترونيات المستوى بناءً على عدد دورات الأسطوانة. للكشف عن المواد بكثافة 20 كجم لكل متر مكعب ، يكون هذا المستشعر مناسبًا. تحديد مستوى القياس بـ 40 متر.الدقة من 1 إلى 10 سم حسب التعديل. يتم تعيين فاصل القياس من قبل المستخدم ويمكن أن يكون من 6 دقائق إلى 100 ساعة. درجة حرارة التشغيل تصل إلى +250 درجة مئوية.

تستخدم العدادات متعددة الدُفعات في صناعات مختلفة للتحكم في مستوى المواد السائبة في الأنظمة الآلية.