Magnetyczny wskaźnik poziomu: zasada działania, zalety, zastosowania i dobór

Magnetyczny miernik poziomu to urządzenie kontaktowe do ciągłego wykrywania poziomu, powszechnie stosowane w zbiornikach magazynowych, wieżach, naczyniach, kolumnach procesowych, sfericznych zbiornikach, kotłach oraz innych urządzeniach przemysłowych. Główną zaletą tego urządzenia jest jasne, lokalne wskazanie poziomu, podczas gdy zewnętrzny mechanizm wyświetlania pozostaje izolowany od medium procesowego.

W porównaniu z miernikami poziomu w rurkach lub płytach szklanych, zewnętrzny wskaźnik miernika poziomu magnetycznego zazwyczaj nie naraża się bezpośrednio na ciecz. Dzięki odpowiedniemu projektowi pływaka, materiale komory, dopuszczalnej wartości ciśnienia oraz połączeniu procesowym, urządzenie to może być stosowane w przypadku wielu rodzajów cieczy przemysłowych, w tym w wybranych zastosowaniach charakteryzujących się wysoką temperaturą, ciśnieniem oraz działaniemi korozyjnymi.

1. Jak działa miernik poziomu magnetyczny?

Magnetyczny miernik poziomu składa się zazwyczaj z komory bocznej, magnetycznego pływaka, zewnętrznego wskaźnika typu płaskiego lub rolowego, miernika oraz połączeń procesowych. Komora jest połączona z naczyniem za pomocą górnych i dolnych nozłów, dzięki czemu poziom cieczy w komorze oddzwierciedla poziom cieczy w głównym naczyniu.

W miarę zmian poziomu cieczy magnetyczny pływacz porusza się w górę lub w dół wewnątrz komory. Stały magnetyk umieszczony w pływaczu tworzy sprzężenie magnetyczne z zewnętrznym wskaźnikiem, co powoduje obrót płyczek lub rolkach, umożliwiając wyświetlanie aktualnego poziomu cieczy za pomocą jasnego kontrastu kolorów.

Ponieważ zewnętrzny wskaźnik jest izolowany od środowiska procesowego, operatorzy mogą bezpośrednio odczytywać poziom bez konieczności korzystania z przezroczystego fragmentu szkła narażonego na ciecz.

2. Główne cechy magnetycznego wskaźnika poziomu

Jasna lokalna indicacja

Wysokokontrastowe płaskie elementy lub rolki zapewniają bezpośrednią wizualną indicację podczas rutynowych kontroli.

Środek procesowy znajduje się w komorze.

Zewnętrzny wskaźnik nie styka się ze środowiskiem procesowym, co sprzyja zapewnieniu izolacji środowiska procesowego oraz bezpieczeństwa pracy.

Prosta konstrukcja mechaniczna.

Główną komponentą ruchową jest wewnętrzny pływacz, podczas gdy zewnętrzny wyświetlacz działa za pośrednictwem sprzężenia magnetycznego.

Główną cechą jest możliwość elastycznej instalacji;

Projekty z montażem po boku są powszechne, natomiast montaż z góry lub inne konfiguracje mogą być stosowane w przypadku wybranych układów statków.

Možność transmisji z odległości;

W wybranych konfiguracjach można dodać przetwornik poziomu, który przekształca położenie pływacza w standardowy sygnał wyjściowy.

Opcja przełącznika alarmowego

Przełączniki magnetyczne można dodawać dla punktów alarmowych: wysokiego, niskiego lub innych poziomów, oraz dla funkcji blokujących.

3. Jakie są główne zalety?

Główne zalety magnetycznego miernika poziomu to dobra widoczność w miejscu pomiaru, izolacja procesu oraz elastyczna możliwość rozbudowy funkcji. Jest szczególnie przydatny w sytuacjach, gdy operatorom potrzeba bezpośredniego wskazania pola, przy jednoczesnym unikaniu bezpośredniego narażenia szklonego wskaźnika na gorące, pod ciśnieniem lub niebezpieczne ciecz procesowe.

Łatwe odczytowanie z odległości

Duże wskaźniki oraz wyraźny kontrast barw poprawiają widoczność w warunkach pracy na stanowisku.

Nie wymaga się szklanej kolumny procesowej.

Wyświetlacz nie wymaga szklanej kolumny przejrzystej, która byłaby w bezpośrednim kontakcie z cieczą procesową.

Nie zależy od stałej dielektrycznej.

Płytka napędzana działa na zasadzie pływowości, dlatego stała dielektryczna nie wyznaczает bezpośrednio wskazania poziomu.

Lokalne i zdalne funkcje można łączyć.

Jedna komora może zapewniać lokalne wskazanie oraz transmisję na odległość i przełączniki alarmowe.

Dostępna dla wielu przemysłowych cieczy.

Przy odpowiednich materiałach i konstrukcji płytki możliwe zastosowania obejmują wodę, oleje oraz wiele innych cieczy procesowych.

4. Jakie są główne ograniczenia?

Miernik magnetyczny poziomu opiera się na swobodnym ruchu płytki unoszącej się w komorze. Gęstość cieczy, lepkość, krystalizacja, osady, cząstki stałe zawieszone oraz cząsteczki magnetyczne mogą wpływać na ruch płytki oraz na wiarygodność pomiarów.

5. Czy możliwe jest stosowanie magnetycznych mierników poziomu w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia?Mierniki magnetyczne poziomu

można skonfigurować dla zastosowań w warunkach wysokiej temperatury lub pod ciśnieniem, stosując odpowiedni materiał komory, konstrukcję pływaka, klasyfikację flanżową, uszczelki oraz połączenia procesowe. Dopuszczalna temperatura i ciśnienie procesowe zależą od konkretnego modelu urządzenia.

W zastosowaniach pracujących przy wysokich temperaturach należy również uwzględnić granice temperaturowe magnetu pływającego, zewnętrznego wskaźnika, uszczówek oraz wszelkich rozwiązań izolacyjnych. W przypadku zastosowań przy niskich temperaturach lub w mediach ulegających solidyfikacji, w odpowiednich przypadkach, można stosować izolację, system podgrzewania lub komory z obudową, aby zapewnić utrzymanie przepływu procesu wewnątrz komory.

6. Czy magnetyczne mierniki poziomu mogą być stosowane w przypadku cieczy korozyjnych?

W zastosowaniach narażonych na korozję konieczne jest staranne doborowanie materiałów komory, płytki pływającej oraz połączeń procesowych, zgodnie z charakterystyką chemiczną, stężeniem, temperaturą oraz ciśnieniem. W zastosowaniach przemysłowych mogą być stosowane stale nierdzewne, materiały plastyczne inżynieryjne, konstrukcje wyłożone lub inne materiały odporne na korozję.

Zgodność materiałów powinna obejmować wszystkie elementy narażone na kontakt z cieczami. W przypadku silnych kwasów, zasadowych roztworów, rozpuszczalników lub innych agresywnych środowisk należy przed dokonaniem wyboru dostarczyć pełne dane dotyczące procesu.

7. Czy magnetyczny miernik poziomu może mierzyć interfejs ciecze–ciecz?

Wybrane mierniki poziomu na podstawie pływaka magnetycznego mogą być projektowane do pomiaru interfejsu między dwoma płynami niemieszalnymi. Pływak jest doborany na podstawie różnicy gęstości między płynem górnym a płynem dolnym, aby zapewnić jego stabilność w pobliżu docelowego interfejsu.

Dlatego aplikacje interfejsowe powinny określać gęstość obu cieczy, temperaturę procesu oraz oczekiwane zmiany gęstości. Standardowy pływacz poziomowy i pływacz interfejsowy mogą wykorzystywać różne konstrukcje.

8. Jakie metody montażu są dostępne?

Montaż po boku

Kamera jest połączana z zbiornikiem za pomocą górnych i dolnych połączeń procesowych i stanowi powszechną konfigurację dla zbiorników magazynowych oraz procesowych.

– montowana z góry;

– odpowiednia dla wybranych zastosowań, gdy połączenia po bokach (górnych i dolnych) nie są dostępne, w zależności od konkretnego rozwiązania mechanicznego.

– z obudową termiczną lub z systemem przewodzenia ciepła;

– może być stosowana w przypadkach, gdy wymagane są izolacja, ochrona przed zamrzaniem lub zachowanie płynności cieczy.

W przypadku magnetycznych poziomników po bokach górne i dolne połączenia procesowe powinny pozostawać otwarte do zbiornika, aby poziom w komorze odpowiadał poziomowi w głównym procesie. Dobry pionowy poziom komory jest również istotny dla swobodnego poruszania się poziomu w komorze.

9. Jak dodawane są transmisja zdalna i system alarmów?

Podstawowy magnetyczny poziomnik zapewnia lokalną, mechaniczną wskazówkę.Gdy poziom należy również przekazywać do PLC, systemu DCS lub sali sterowania, w zależności od konfiguracji produktu można dodać zdalny przetwornik poziomu.

Przenośnik wykrywa położenie magnetycznego pływaka i przekształca je w standardowy sygnał elektryczny, np. 4-20mA, lub inny przemysłowy interfejs. Magnetyczne przełączniki można również montować w wybranych miejscach w celu realizacji funkcji alarmowych i zabezpieczających, takich jak wykrywanie wysokiego lub niskiego poziomu.

Magnetyczny pływak – poziom → lokalny wskaźnik → przenośnik poziomu / magnetyczny przełącznik → PLC / DCS / system alarmowy

10.Typowe zastosowania:

– zbiorniki na magazynowanie chemikaliów;

– stosowane do magazynowania kwasów, zasad, rozpuszczalników oraz innych cieczy procesowych przy odpowiednim doborze materiału;

– ropa naftowa i magazynowanie.

Dostępne dla wybranych oleїв, paliw oraz zastosowań w procesach i magazynowaniu.

Systemy oczyszczania wody

Używane w zbiornikach na wodę procesową, naczyniach do dozowania chemikaliów, naczyniach pod ciśnieniem oraz dodatkowym sprzęcie magazynowym.

Kotle i sprzęt pod ciśnieniem

Konfigurowane zgodnie z wymaganymi parametrami temperatury, ciśnienia oraz klasyfikacją bezpieczeństwa.

Urządzenia do przemysłu spożywczego i farmaceutycznego

Wybrane konstrukcje można skonfigurować zgodnie z wymogami dotyczącymi materiału, czystości oraz higieny.

11. Jakie informacje są wymagane przy doborze?

12.Miernik poziomu magnetycznego vs. przetwornik poziomu radarowego

Pytania i odpowiedzi

Pytanie 1: Czy magnetyczny miernik poziomu wymaga zasilania?

A1: Podstawowa lokalna wskazówka działa mechanicznie za pomocą magnetycznego pływaka i zewnętrznego wskaźnika i nie wymaga zewnętrznego zasilania. Dystansowe przekaźniki lub przełączniki alarmowe mogą wymagać zasilania, w zależności od konfiguracji.

Q2: Czy magnetyczny miernik poziomu może mierzyć ciecz o właściwościach korozyjnych?

A2: Tak, przy użyciu odpowiednich materiałów nawilżalnych lub konstrukcji odpornych na korozję. Skład, stężenie, temperatura oraz ciśnienie medium należy potwierdzić podczas wyboru urządzenia.

Q3: Czy magnetyczny miernik poziomu jest wpływany na siebie gęstością cieczy?

A3: Tak. Płytka pływająca działa na zasadzie pływowości i powinna być doborana zgodnie z gęstością cieczy. Podczas wyboru należy uwzględnić duże zmiany gęstości cieczy.

Q4: Czy magnetyczny miernik poziomu jest odpowiedni do stosowania z cieczami o wysokiej lepkości?

A4: Doprawdowość zależy od rzeczywistej lepkości oraz charakterystyki przepływu. Środki o bardzo wysokiej lepkości, zdolne do krystalizacji lub tworzenia osadów, mogą ograniczać ruch płytki oraz krążenie w komorze pomiarowej.

Q5: Czy magnetyczny miernik poziomu może dostarczać sygnału wyjściowego w formacie 4-20mA?

A5: W niektórych konfiguracjach można dołączyć zdalny przetwornik poziomu, który przekształca położenie płytki w sygnał 4-20mA lub inny sygnał przemysłowy.

Q6: Czy urządzenie może generować alarmy dla wysokiego i niskiego poziomu?

A6: Tak.Przejmiki magnetyczne można montować w wybranych miejscach, aby generować sygnały alarmowe o wysokiej, niskiej lub innej wartości poziomowej.

Q7: Czy magnetyczny wykrywacz poziomu może mierzyć surowe ciała stałe?

A7: Nie. Pomiarniki poziomu magnetycznego opierają się na siłach pływania oraz ruchu swobodnego w cieczy i są głównie stosowane do pomiarów w cieczach oraz w wybranych przypadkach na interfejsie ciecz–ciecz.

Q8: Co jest najważniejsze podczas instalacji pomiarnika poziomu magnetycznego umieszczonego po bok?

A8: Połączenia procesowe górne i dolne powinny pozostawać otwarte do rury, komora powinna zachować poprawne pionowe wyrównanie oraz odległość od środka do środka; temperatura procesu, ciśnienie oraz gęstość cieczy powinny odpowiadać wybranej konfiguracji.

Podsumowanie

Magnetyczny miernik poziomu wykorzystuje magnetyczne sprzęglenie między wewnętrznym pływakiem a zewnętrznym wskaźnikiem typu płaską klapę lub rolką, zapewniając ciągłe, lokalne wskazanie poziomu. Jego główne zalety to jasne wskazanie wizualne, izolacja procesu zewnętrznego wyświetlacza, prosty mechanizm konstrukcyjny oraz możliwość dodania funkcji transmisji zdalnej oraz funkcji alarmowych.

Wybór zależy w dużym stopniu od gęstości cieczy, jej lepkości, skłonności do krystalizacji, właściwości korozyjnych, temperatury oraz ciśnienia w procesie. W zastosowaniach przy wysokich temperaturach, pod ciśnieniem lub w środowiskach korozyjnych możliwe jest dostosowanie rozwiązania poprzez odpowiedni wybór materiałów komory, konstrukcji płytki pływającej, klasy flangowej oraz układu uszczelniającego, a funkcje transmisji z odległości oraz systemów alarmowych można dodawać zgodnie z wymaganiami systemu automatyzacji.

METRAVON Produkty do pomiaru poziomu magnetycznego można skonfigurować zgodnie z typem medium procesowego, gęstością, zakresem pomiarowym, temperaturą procesową, ciśnieniem procesowym, typem połączenia procesowego oraz wymaganiami dotyczącymi oddalonego wyjścia, a także z możliwością integracji z innymi systemami.PLC systemy DCS oraz systemy automatyzacji przemysłowej, zapewniające widoczne, kompatybilne i skalowalne pomiary poziomu w zbiornikach, naczyniach procesowych oraz sprzęcie przemysłowym.