ในหลายอุตสาหกรรม วัสดุที่เป็นของเหลวและเทกองถูกใช้เป็นสื่อเทคโนโลยี ในโหมดการผลิตแบบอินไลน์ของผลิตภัณฑ์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการควบคุมอัตโนมัติ จำเป็นต้องมีการตรวจสอบพารามิเตอร์ของวัสดุในการทำงานอย่างต่อเนื่อง วิธีการควบคุมที่พบบ่อยที่สุดคือการวัดระดับซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการตรวจสอบระดับการบรรจุอุปกรณ์ capacitive อย่างใดอย่างหนึ่งหรืออย่างอื่น
การนำเทคโนโลยีมาใช้
ในกรณีนี้ ระดับจะเข้าใจว่าเป็นความสูงของการเติมการติดตั้งเทคโนโลยี (ถัง อ่างเก็บน้ำ ถัง ลูกสูบ) กับสื่อการทำงาน ในตัวเอง ความรู้เกี่ยวกับคุณค่านี้จำเป็นสำหรับการจัดการและควบคุมกระบวนการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวัดดังกล่าวเป็นการดำเนินการที่จำเป็นในอุตสาหกรรมเคมี การกลั่นน้ำมัน และอาหาร ทราบระดับการเติมของถังสำหรับเก็บน้ำมันบริสุทธิ์ เช่น ผู้ปฏิบัติงานสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำงานของปั๊มสูบน้ำสถานี และอีกครั้ง หลายอุตสาหกรรมดำเนินการเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติ ดังนั้นข้อมูลผลลัพธ์สามารถถูกประมวลผลโดยผู้ควบคุม ซึ่งแม้จะไม่มีการมีส่วนร่วมของผู้ปฏิบัติงาน ก็ให้คำสั่งแก่หน่วยบริหาร โดยคำนึงถึงข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับระดับการบรรจุของอุปกรณ์ควบคุม. หน่วยการวัดระดับต่างๆ อาจเปลี่ยนแปลงได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการดำเนินการทางเทคโนโลยีและข้อกำหนดทางบัญชีโดยเฉพาะ เช่น มีวิธีการที่มีช่วงการวัดกว้างตั้งแต่ 0.5 ถึง 20 ม. ตลอดจนรูปแบบการควบคุมห้องปฏิบัติการเฉพาะทางที่คำนึงถึงช่วงแคบตั้งแต่ 0 ถึง 500 มม. การวัดโดยตรงดำเนินการโดยอุปกรณ์ทางกายภาพ แม่เหล็กไฟฟ้า และอัลตราโซนิก ซึ่งบางส่วนยังบันทึกคุณสมบัติของตัวกลาง - องค์ประกอบทางเคมี ความดัน อุณหภูมิ ฯลฯ
การควบคุมด้วยภาพ
วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายที่สุด แค่ใช้เครื่องมือวัดมาตรฐานก็พอ ใช้รูเล็ต ไม้บรรทัด แว่นสายตา และอุปกรณ์อื่น ๆ ซึ่งโดยหลักการแล้ว สามารถใช้ได้ในเงื่อนไขที่กำหนดของสภาพแวดล้อมการผลิตเฉพาะ วิธีการทางเทคโนโลยีที่สุดในการวัดระดับประเภทนี้คือตัวบ่งชี้ระยะไกลหรือทางอ้อม ติดตั้งที่ด้านข้างของถังโดยใช้การเชื่อมต่อแบบเกลียว หน้าแปลน หรือแบบเชื่อม กระบวนการบ่งชี้มีให้โดยหลอดโปร่งใสที่เติมเมื่อระดับของเหลวในถังเป้าหมายเพิ่มขึ้น บายพาสที่ทันสมัยกว่านั้นใช้ทุ่นลอยทรงกระบอกพร้อมแม่เหล็กระบบบ่งชี้ แต่ถึงกระนั้นการออกแบบดังกล่าวก็ยังถือว่าล้าสมัยเนื่องจากข้อจำกัดที่สำคัญในความสามารถในการสื่อสารของการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมและอุปกรณ์อัตโนมัติ
วิธีการวัดแบบลอย
วิธีดั้งเดิมที่ง่ายที่สุดวิธีหนึ่งในการควบคุมระดับการเติมของตัวกลางที่เป็นของเหลว ขึ้นอยู่กับการกำหนดตำแหน่งของทุ่นบนพื้นผิวของของเหลวที่ให้บริการ การควบคุมดำเนินการตามหลักการที่แตกต่างกัน - กลไก แม่เหล็ก และแม่เหล็ก ในกระบวนการเคลื่อนที่ ธรรมชาติของการเชื่อมต่อระหว่างทุ่นลอยและองค์ประกอบที่ควบคุมมัน เช่น การเปลี่ยนแปลงของคันโยกที่ยึดอย่างแน่นหนา มุมยึดจะเปลี่ยนไปเมื่อลูกลอยสูงขึ้น ซึ่งระบบการวัดกำหนดไว้ โดยปกติ การวัดระดับประเภทนี้จะเกิดขึ้นในกระบวนการแปลงมุมเดียวกันให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า บ่อยครั้งที่เราไม่ได้พูดถึงการพิจารณาตัวบ่งชี้เฉพาะ แต่เกี่ยวกับการลงทะเบียนช่วงเวลาที่ถึงค่าเฉพาะ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อลูกลอยถึงระดับความสูงที่ตั้งไว้ สวิตช์ระดับจะเปิดใช้งาน ในวงจรที่ง่ายที่สุด หน้าสัมผัสปิด ซึ่งนำไปสู่การดำเนินการทางเทคโนโลยีบางอย่าง - ตัวอย่างเช่น การทำงานของปั๊มของเหลวจะหยุดลง
การวัดแบบไฮโดรสแตติกของของเหลว
ปัจจัยการวัดที่สำคัญในระบบมาตรวัดระดับนี้คือแรงดันอุทกสถิต นั่นคือใช้เกจวัดแรงดันที่มีคุณสมบัติเหมาะสมและเซ็นเซอร์แรงดันใต้น้ำ นอกจากนี้ เงื่อนไขที่สำคัญสำหรับการควบคุมคือการแยกเซ็นเซอร์ออกจากสื่อการทำงานด้วยเมมเบรนพิเศษในด้านหนึ่ง และในทางกลับกัน ความดันบรรยากาศจะต้องจ่ายผ่านแหล่งจ่ายของเส้นเลือดฝอยจากฟิลเลอร์ ในกระบวนการวัดด้วยระดับประเภทนี้ ความดันส่วนเกินจะถูกควบคุม ตัวบ่งชี้ที่ส่งผลต่อลักษณะของการสร้างสัญญาณแบบรวมศูนย์ นอกจากนี้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีคอนเวอร์เตอร์ยังเชื่อมต่อกับเกจวัดแรงดันซึ่งมีหน้าที่ในการแจ้งการเปลี่ยนแปลงบางอย่างที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับวิธีการวัดความดันไฮโดรสแตติกนี้ สามารถควบคุมความดันของก๊าซที่สูบเข้าสู่ท่อแบบอะนาล็อกของเส้นเลือดฝอยจากด้านข้างของของเหลวที่เติมลงในถังได้ เครื่องวัดความดันไฮโดรสแตติกรุ่นนี้เรียกว่า piezometric
เกจวัดระดับเรดาร์
ในบางอุตสาหกรรม มีการใช้วิธีการแบบสากลเพื่อวัดระดับความสูงของการบรรจุด้วยสื่อกระบวนการ สำหรับการทำงานกับของเหลว ก๊าซ และวัสดุจำนวนมาก อุปกรณ์เรดาร์มีความเหมาะสมสูงสุด ซึ่งการทำงานจะขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์การสั่นแบบมอดูเลตความถี่ วัดเวลาของการแพร่กระจายและการกลับมาของการสั่นแบบไม่แดมป์จากเสาอากาศพิเศษไปยังสภาพแวดล้อมที่ให้บริการ คลื่นความถี่อาจแตกต่างกันตั้งแต่หนึ่งถึงสิบ GHz เสาอากาศรับ - ส่งอาจมีอุปกรณ์และลักษณะการแผ่รังสีที่แตกต่างกัน ในการวัดระดับของเหลวในอุตสาหกรรมเคมี เช่น ใช้เสาอากาศแบบแท่งด้วยช่วงการวัดความสูงสูงสุด 20 ม. สำหรับสื่อ การควบคุมได้เพิ่มข้อกำหนดในด้านความแม่นยำ อุปกรณ์พาราโบลาและระนาบ โดยปกติสิ่งเหล่านี้เป็นพื้นที่ของการบัญชีทางเทคนิค ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการแก้ไขการวัดสูงสุด 1 มม.
การใช้เทคนิคไอโซโทปรังสี
ความเชี่ยวชาญหลักของมาตรวัดระดับประเภทนี้คือการควบคุมวัสดุเทกองและสื่อของเหลวในถังปิด หลักการทำงานของอุปกรณ์ไอโซโทปรังสีจะขึ้นอยู่กับการดูดกลืนรังสีแกมมาที่ผ่านชั้นของตัวกลางเป้าหมาย ในทางเทคนิค กระบวนการวัดถูกจัดระเบียบโดยใช้แหล่งกำเนิดรังสีและเครื่องรับ อุปกรณ์ทั้งสองถูกแขวนหรือติดตั้งบนโครงสร้างรองรับ และควบคุมโดยมอเตอร์ไฟฟ้าแบบย้อนกลับ ซึ่งจะเปลี่ยนตำแหน่งในระดับความสูงขึ้นอยู่กับระดับการบรรจุในปัจจุบัน หากระบบการวัดระดับของสื่อทำงานอยู่เหนือพื้นผิว การแผ่รังสีจากสัญญาณที่รับจะแรงขึ้น เนื่องจากไม่มีสิ่งกีดขวางในเส้นทางของมัน ดังนั้นมอเตอร์ไฟฟ้าจากคอนโทรลเลอร์จึงได้รับสัญญาณเพื่อลดระดับอุปกรณ์ ตำแหน่งของอุปกรณ์วัดจะควบคุมสัญญาณในถังโดยป้อนและประมวลผลรูปคลื่นอย่างต่อเนื่อง
วิธีควบคุมอัลตราโซนิก
หลักการทำงานในกรณีนี้คล้ายกับการควบคุมความถี่วิทยุหลายประการ ซึ่งจะมีการส่งสัญญาณวิทยุและระดับการเติมของพื้นที่การผลิตถูกกำหนดโดยลักษณะของการสะท้อนจากตัวกลางที่วัดได้ตู้คอนเทนเนอร์ อย่างไรก็ตาม วิธีอัลตราโซนิกใช้เครื่องมืออะคูสติกพิเศษในการวัดระดับการบรรจุ นั่นคือคลื่นเสียงแพร่กระจายและการทำงานของอุปกรณ์คล้ายกับหลักการของตำแหน่ง ตัวบ่งชี้ได้รับการแก้ไขตามเวลาที่ผ่านของระยะทางผันผวนจากอีซีแอลไปยังสายแยกสื่อและกลับไปที่อุปกรณ์รับ ตำแหน่งของอินเทอร์เฟซถูกกำหนดจากด้านข้างของอากาศ (ก๊าซ) และสื่อการทำงานเป้าหมาย นี่เป็นวิธีการทำงานของอุปกรณ์ความแม่นยำสูงที่รวมกัน แต่ในกลุ่มมาตรวัดระดับอัลตราโซนิกมีอุปกรณ์ที่สามารถควบคุมเฉพาะก๊าซอากาศ (ไม่ได้บรรจุ) หรือเฉพาะสภาพแวดล้อมการทำงาน
วิธีไมโครเวฟ
หนึ่งในเทคโนโลยีการวัดแบบไม่สัมผัสที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ซึ่งรวมเทคนิคและหลักการควบคุมแม่เหล็กไฟฟ้าเรดาร์เข้าไว้ด้วยกัน เทคนิคที่มีแนวโน้มมากที่สุดของคลาสนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นการวัดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามทิศทางซึ่งค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนสัญญาณจะถูกกำหนดบนพื้นฐานของคลื่นไมโครเวฟที่สามารถเจาะลงไปที่ด้านล่างของถังโดยผ่านสิ่งสกปรกที่ไม่ต้องการและอนุภาคตะกอนต่างๆ สัญญาณที่ส่งกลับหรือบางส่วนวัดจากความสมบูรณ์และลักษณะความเร็ว เมื่อคำนึงถึงเวลาที่ผ่านไป ระดับของความบริบูรณ์จะถูกกำหนด วิธีการไมโครเวฟสำหรับการวัดระดับของสื่อการทำงานนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในงานด้านเทคโนโลยีของการควบคุมการบรรจุวัสดุที่เป็นเม็ดและผง ในอุตสาหกรรมดังกล่าว มีการใช้โพรบด้วยระบบกันสะเทือนแบบเดี่ยวบนสายเคเบิล ในขณะที่สัมพันธ์กับของเหลว ใช้โครงสร้างรองรับแบบคู่และแบบแท่ง โดยทั่วไป การปรับให้เหมาะสมของเครื่องมือเมื่อทำงานกับของแข็งนั้นสมเหตุสมผลสำหรับเหตุผลของคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่เกี่ยวข้องกับข้อจำกัดทางเทคนิคในการจัดกระบวนการวัด
สรุป
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีสำหรับการพัฒนามาตรวัดระดับสำหรับสื่อกระบวนการติดตามได้ผ่านขั้นตอนการพัฒนาที่สำคัญขั้นพื้นฐานหลายขั้นตอน ซึ่งได้เปลี่ยนหลักการของการวัดดังกล่าว สิ่งสำคัญที่สุดคือการเปลี่ยนไปใช้วิธีการวัดแบบไม่สัมผัสและการขยายขีดความสามารถเมื่อทำงานกับของเหลวที่มีฤทธิ์รุนแรง ปัจจุบัน RF แบบไม่สัมผัสหรือวิธีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเดียวกันนี้ช่วยให้ควบคุมน้ำมันดิบ กรด กำมะถันเหลว และแอมโมเนียเหลวได้อย่างแม่นยำ
