เครื่องวัดระดับแม่เหล็ก: หลักการทำงาน ข้อดี การใช้งาน และแนวทางการเลือก

เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กเป็นเครื่องมือแสดงระดับแบบต่อเนื่องที่ใช้การสัมผัส ซึ่งนิยมใช้กับถังจัดเก็บ หอคอย ถังต่างๆ คอลัมน์กระบวนการ ถังทรงกลม หม้อต้ม และอุปกรณ์อุตสาหกรรมอื่นๆ ข้อดีหลักของเครื่องนี้คือการให้การแสดงผลในบริเวณที่ติดตั้งอย่างชัดเจน ในขณะที่กลไกการแสดงผลภายนอกยังคงแยกออกจากสื่อในกระบวนการผลิต

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องวัดระดับแบบท่อแก้วหรือแผ่นแก้ว เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กมีตัวบ่งชี้ภายนอกที่โดยทั่วไปไม่สัมผัสของเหลวโดยตรง อย่างไรก็ตาม หากเลือกใช้การออกแบบลูกน้ำที่เหมาะสม วัสดุของห้องวัด ขีดความสามารถด้านความดัน และการเชื่อมต่อในระบบการผลิตที่เหมาะสม เครื่องมือนี้สามารถนำไปใช้กับของเหลวในอุตสาหกรรมได้หลากหลายประเภท รวมถึงการประยุกต์ใช้ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง มีความดันสูง และมีความเป็นกัดกร่อนที่เหมาะสม

1. เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กทำงานอย่างไร?

เครื่องวัดระดับด้วยสนามแม่เหล็กโดยทั่วไปประกอบด้วยห้องบายพาส, ตัวลอยแม่เหล็ก, ตัวบ่งชี้แบบแผ่นหรือลูกกลิ้งภายนอก, สเกล และจุดเชื่อมต่อสำหรับระบบกระบวนการ โดยห้องดังกล่าวถูกเชื่อมต่อเข้ากับภาชนะผ่านหัวฉีดด้านบนและด้านล่าง ซึ่งทำให้ระดับของของเหลวภายในห้องนั้นสะท้อนระดับของของเหลวภายในภาชนะหลักได้อย่างถูกต้อง

เมื่อระดับของของเหลวเปลี่ยนแปลง ตัวลอยแม่เหล็กจะเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงภายในห้องทดลอง แม่เหล็กถาวรที่อยู่ภายในตัวลอยจะสร้างการเชื่อมต่อทางแม่เหล็กกับตัวบ่งชี้ภายนอก ส่งผลให้แผ่นหรือลูกกลิ้งหมุนไป เพื่อแสดงระดับของเหลวในปัจจุบันผ่านการเปรียบต่างของสีที่มองเห็นได้ชัดเจน

เนื่องจากตัวบ่งชี้ภายนอกถูกแยกออกจากสื่อในกระบวนการ ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถอ่านระดับของของเหลวได้โดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาส่วนกระจกที่โปร่งใสซึ่งสัมผัสกับของเหลว

2. คุณลักษณะสำคัญของเครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็ก

การแสดงผลที่ชัดเจนในตำแหน่งที่ติดตั้ง

แผ่นหรือลูกกลิ้งที่มีความต่างของสีสูงให้การแสดงผลทางสายตาอย่างตรงไปตรงมา สำหรับการตรวจสอบเป็นประจำ

ของกลางในกระบวนการถูกบรรจุไว้ภายในห้อง

ตัวบ่งชี้ภายนอกไม่สัมผัสกับของกลางในกระบวนการ ซึ่งช่วยรักษาการกักเก็บของกลางในกระบวนการและรับประกันความปลอดภัยในการดำเนินงาน

โครงสร้างทางกลที่เรียบง่าย

ส่วนประกอบหลักที่เคลื่อนที่ได้คือฟลอตภายใน ในขณะที่หน้าจอแสดงผลภายนอกทำงานผ่านการเชื่อมต่อด้วยสนามแม่เหล็ก

การติดตั้งแบบยืดหยุ่น

การออกแบบแบบติดตั้งที่ด้านข้างเป็นแบบที่นิยมใช้กันทั่วไป ในขณะที่การติดตั้งที่ด้านบนหรือรูปแบบอื่น ๆ สามารถนำมาใช้ได้สำหรับการจัดวางเรือที่เลือกเฉพาะ

ตัวเลือกการส่งสัญญาณจากระยะไกล

สำหรับการจัดวางที่เลือกเฉพาะ สามารถเพิ่มเครื่องส่งสัญญาณระดับเพื่อแปลงตำแหน่งของฟลอตให้เป็นสัญญาณขาออกมาตรฐานได้

ตัวเลือกสวิตช์แจ้งเตือน

: สามารถเพิ่มสวิตช์แม่เหล็กสำหรับจุดแจ้งเตือนระดับสูง ระดับต่ำ หรือจุดแจ้งเตือนอื่น ๆ รวมถึงฟังก์ชันการล็อกเชื่อมโยงได้

3. ข้อดีหลักมีอะไรบ้าง?

ข้อดีหลักของเครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็ก ได้แก่ การมองเห็นในบริเวณที่ติดตั้งได้อย่างชัดเจน การแยกกระบวนการทำงานออกเป็นส่วนๆ และการขยายฟังก์ชันการทำงานได้อย่างยืดหยุ่น เครื่องมือนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ผู้ปฏิบัติงานต้องการการแสดงผลสนามอย่างตรง โดยไม่ต้องให้ตัวบ่งชี้ที่เป็นแก้วสัมผัสกับของเหลวในกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูง มีความดันสูง หรือเป็นสารอันตราย

อ่านง่ายจากระยะไกล

ตัวบ่งชี้ขนาดใหญ่และสีที่มีความตัดกันอย่างชัดเจน ช่วยเพิ่มการมองเห็นในสภาพแวดล้อมการทำงานจริง

ไม่จำเป็นต้องใช้กระจกสำหรับกระบวนการผลิต

หน้าจอไม่จำเป็นต้องใช้คอลัมน์กระจกโปร่งใสที่สัมผัสโดยตรงกับของเหลวที่ใช้ในกระบวนการผลิต

ไม่ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ไดอิเล็กทริก

ตัวลอยทำงานโดยอาศัยหลักการลอยตัว ดังนั้นค่าคงที่ไดอิเล็กทริกจึงไม่เป็นปัจจัยกำหนดการแสดงผลระดับโดยตรง

สามารถรวมฟังก์ชันการทำงานแบบท้องถิ่นและแบบระยะไกลเข้าด้วยกันได้

ห้องวัดเพียงห้องเดียวสามารถรองรับการแสดงผลในท้องถิ่น ร่วมกับการส่งสัญญาณไปยังระบบระยะไกล และสวิตช์แจ้งเตือนได้

เหมาะสำหรับการใช้งานกับของเหลวในอุตสาหกรรมหลายประเภท

หากเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมและออกแบบตัวลอยให้เหมาะสม การประยุกต์ใช้งานสามารถครอบคลุมน้ำ น้ำมัน และของเหลวในกระบวนการผลิตอีกหลายชนิด

4. ข้อจำกัดหลักที่สำคัญมีอะไรบ้าง?

เครื่องวัดระดับด้วยสนามแม่เหล็กอาศัยการเคลื่อนที่อย่างอิสระของวัตถุลอยตัวภายในห้อง ซึ่งความหนาแน่นของของเหลว ความหนืด การตกผลึก การสะสมของสารต่างๆ อนุภาคแข็งที่ลอยอยู่ในของเหลว และอนุภาคแม่เหล็ก ล้วนสามารถส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุลอยตัว รวมถึงความน่าเชื่อถือของผลการวัดได้

5. เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กสามารถใช้งานได้ภายใต้อุณหภูมิและแรงดันสูงหรือไม่?มาตรวัดระดับแบบแม่เหล็กรุ่น

สามารถตั้งค่าให้เหมาะสมกับการใช้งานในสภาวะอุณหภูมิสูงหรือสภาวะมีความดัน โดยอาศัยวัสดุของห้องวัดที่เหมาะสม การออกแบบตัวลอย ระดับการรองรับแรงดันของแผ่นยึด ตัวซีล และการเชื่อมต่อในระบบกระบวนการ ทั้งนี้ อุณหภูมิและความดันของระบบที่อนุญาตให้ใช้งานได้นั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของผลิตภัณฑ์แต่ละชนิด

สำหรับการประยุกต์ใช้งานที่อุณหภูมิสูง ควรพิจารณาขีดจำกัดของอุณหภูมิที่แม่เหล็กลอยตัว ตัวบ่งชี้ภายนอก ซีล และระบบฉนวนต่าง ๆ สามารถใช้งานได้ รวมถึงในกรณีที่อุณหภูมิต่ำหรือต้องใช้สื่อที่มีลักษณะแข็งตัว ซึ่งสามารถใช้ระบบฉนวน ระบบติดตามความร้อน หรือห้องที่มีปลอกหุ้มได้ ตามความเหมาะสม เพื่อรักษาระดับการไหลของของเหลวภายในห้องให้คงอยู่

6. เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กสามารถนำมาใช้กับของเหลวที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้หรือไม่?

ในการประยุกต์ใช้งานที่มีการกัดกร่อน จำเป็นต้องเลือกวัสดุสำหรับห้องปฏิกิริยา วัสดุลอยตัว และวัสดุสำหรับการเชื่อมต่อกระบวนการอย่างระมัดระวัง โดยพิจารณาจากลักษณะทางเคมี ความเข้มข้นของสาร อุณหภูมิ และความดัน สำหรับการติดตั้งในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม อาจใช้เหล็กกล้าไร้สนิม พลาสติกวิศวกรรม โครงสร้างที่มีการเคลือบผิว หรือวัสดุอื่นใดที่ทนต่อการกัดกร่อนได้

ความเข้ากันได้ของวัสดุควรครอบคลุมชิ้นส่วนทั้งหมดที่สัมผัสกับของเหลว สำหรับกรดแรง เบส สารทำละลาย หรือสื่อออกฤทธิ์รุนแรงอื่น ๆ ควรให้ข้อมูลกระบวนการผลิตอย่างครบถ้วนในระหว่างการเลือกวัสดุ

7. เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กสามารถวัดระดับที่ผิวสัมผัสระหว่างของเหลวสองชนิดได้หรือไม่?

มาตรวัดระดับด้วยฟลอตแม่เหล็กบางประเภทสามารถออกแบบมาเพื่อใช้ในการวัดระดับที่บริเวณรอยต่อระหว่างของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถผสมกันได้ โดยฟลอตจะถูกเลือกตามความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างของเหลวด้านบนและด้านล่าง เพื่อให้ฟลอตนั้นคงที่และอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมใกล้กับบริเวณรอยต่อเป้าหมาย

ดังนั้น แอปพลิเคชันสำหรับระบบอินเทอร์เฟซควรระบุความหนาแน่นของของเหลวทั้งสองชนิด อุณหภูมิในกระบวนการ และการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นที่คาดการณ์ไว้ ทั้งนี้ เครื่องวัดระดับแบบลอยตัวมาตรฐานและเครื่องวัดระดับแบบอินเทอร์เฟซอาจใช้แบบออกแบบที่แตกต่างกัน

8. มีวิธีการติดตั้งใดบ้าง?

แบบติดตั้งด้านข้าง

ห้องนี้เชื่อมต่อกับถังผ่านข้อต่อสำหรับกระบวนการที่อยู่ด้านบนและด้านล่าง ซึ่งเป็นการจัดวางที่นิยมใช้กันทั่วไปสำหรับถังจัดเก็บและถังกระบวนการ

แบบติดตั้งที่ด้านบน

เหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้งานที่ไม่มีข้อต่อด้านบนและด้านล่าง โดยขึ้นอยู่กับการออกแบบเชิงกลเฉพาะของแต่ละระบบ

แบบมีปลอกหุ้มหรือมีระบบนำความร้อน

สามารถใช้งานได้ในกรณีที่ต้องการการฉนวนกันความร้อน การป้องกันการแข็งตัว หรือการรักษาระดับความเป็นของไหลของของเหลว

สำหรับเครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กที่ติดตั้งอยู่ด้านข้าง จุดเชื่อมต่อระบบในส่วนบนและส่วนล่างควรยังคงเปิดไว้กับภาชนะ เพื่อให้ระดับในห้องวัดสะท้อนระดับในระบบหลักได้อย่างถูกต้อง ทั้งนี้ การมีแนวตั้งที่เหมาะสมของห้องวัดยังมีความสำคัญต่อการเคลื่อนที่อย่างอิสระของตัววัดดังเช่นเดียวกัน

9. การเพิ่มระบบส่งสัญญาณจากระยะไกลและระบบแจ้งเตือนทำอย่างไร?

เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กพื้นฐานให้การแสดงผลทางกลในตำแหน่งที่ติดตั้งโดยตรงในกรณีที่ระดับนั้นจำเป็นต้องส่งต่อไปยัง PLC, DCS หรือห้องควบคุม สามารถเพิ่มเครื่องส่งสัญญาณระดับจากระยะไกลได้ โดยขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของผลิตภัณฑ์

เครื่องส่งสัญญาณจะตรวจจับตำแหน่งของฟลอตแม่เหล็ก แล้วแปลงตำแหน่งดังกล่าวให้เป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน เช่น 4-20mA หรืออินเทอร์เฟซอุตสาหกรรมอื่น ๆ นอกจากนี้ ยังสามารถติดตั้งสวิตช์แม่เหล็กที่ตำแหน่งที่กำหนดไว้ เพื่อใช้ในฟังก์ชันการแจ้งเตือนและการล็อกเชื่อมโยง เช่น ระดับสูง ระดับต่ำ หรือฟังก์ชันอื่น ๆ ได้อีกด้วย:

ฟลอตแม่เหล็กสำหรับตรวจวัดระดับ → ตัวบ่งชี้ในท้องถิ่น → เครื่องส่งสัญญาณระดับ / สวิตช์แม่เหล็ก → PLC / DCS / ระบบแจ้งเตือน

10. การประยุกต์ใช้งานทั่วไป

ถังเก็บสารเคมี

สำหรับใช้กับกรด เบส ตัวทำละลาย และของเหลวในกระบวนการอื่น ๆ โดยเลือกวัสดุที่เหมาะสม

สำหรับน้ำมันปิโตรเลียมและการจัดเก็บ

เหมาะสำหรับน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันที่เลือกมา รวมถึงการประยุกต์ใช้ในระบบการจัดเก็บในกระบวนการผลิต

ระบบบำบัดน้ำ

ใช้กับถังน้ำในกระบวนการผลิต ถังจ่ายสารเคมี ถังความดัน และอุปกรณ์จัดเก็บเสริม

เครื่องต้มน้ำและอุปกรณ์ความดัน

ถูกออกแบบให้สอดคล้องกับอุณหภูมิ ความดัน และระดับความปลอดภัยที่กำหนดไว้

อุปกรณ์สำหรับการผลิตอาหารและยา

โครงสร้างที่เลือกไว้สามารถกำหนดค่าได้ตามข้อกำหนดด้านวัสดุ ความสะอาด และสุขอนามัย

11. ข้อมูลใดบ้างที่จำเป็นสำหรับการเลือก?

12เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็ก เทียบกับเครื่องส่งสัญญาณระดับแบบเรดาร์

FAQ

คำถามที่ 1: เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กต้องใช้พลังงานหรือไม่?

A1: เครื่องแสดงค่าพื้นฐานแบบท้องถิ่น โดยทั่วไปทำงานด้วยกลไกผ่านลูกน้ำแม่เหล็กและตัวบ่งชี้ภายนอก โดยไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานจากภายนอก อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ส่งสัญญาณจากระยะไกล หรือสวิตช์แจ้งเตือน อาจต้องใช้พลังงาน ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของระบบ

คำถามที่ 2: เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กสามารถวัดของเหลวที่กัดกร่อนได้หรือไม่?

A2: ใช่ หากใช้วัสดุที่เปียกซึ่งเหมาะสม หรือโครงสร้างที่ทนต่อการกัดกร่อน ทั้งนี้ ควรตรวจสอบองค์ประกอบ ความเข้มข้น อุณหภูมิ และความดันที่เหมาะสมในระหว่างการเลือก

Q3: เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กได้รับผลกระทบจากความหนาแน่นของของเหลวหรือไม่?

A3: ได้ เครื่องวัดระดับแบบนี้ทำงานโดยอาศัยหลักการลอยตัว จึงต้องเลือกให้สอดคล้องกับความหนาแน่นของของเหลวที่ใช้งาน โดยควรพิจารณาความแตกต่างของความหนาแน่นอย่างละเอียดในระหว่างการเลือก

Q4: เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กเหมาะสมสำหรับของเหลวที่มีความหนืดสูงหรือไม่?

A4: ความเหมาะสมขึ้นอยู่กับความหนืดจริงและพฤติกรรมการไหลของของเหลวหรือก๊าซนั้นๆ โดยสื่อที่มีความหนืดสูง มีแนวโน้มจะตกผลึก หรือก่อให้เกิดตะกอน อาจจำกัดการเคลื่อนที่ของฟลอตและการหมุนเวียนของของเหลวภายในห้องวัดได้

Q5: เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กสามารถให้สัญญาณเอาต์พุตในรูปแบบ 4-20mA ได้หรือไม่?

A5: สำหรับการตั้งค่าที่เลือกไว้ สามารถต่อตัวส่งสัญญาณระดับจากระยะไกลเพิ่มเติม ซึ่งทำหน้าที่แปลงตำแหน่งของฟลอตให้เป็นสัญญาณ 4-20mA หรือสัญญาณอุตสาหกรรมรูปแบบอื่นได้

Q6: เครื่องนี้สามารถให้สัญญาณเตือนเมื่อระดับสูงหรือต่ำเกิดขึ้นได้หรือไม่?

A6: ได้สามารถติดตั้งสวิตช์แม่เหล็กที่ตำแหน่งที่กำหนดเพื่อให้สัญญาณเตือนระดับสูง ระดับต่ำ หรือระดับอื่นๆ ได้

Q7: เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กสามารถวัดของแข็งในรูปแบบก้อนได้หรือไม่?

A7: ไม่ใช่ เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กอาศัยหลักการลอยตัวและการเคลื่อนที่แบบอิสระในของเหลว โดยใช้เป็นหลักสำหรับการวัดระดับของของเหลว รวมถึงการวัดบริเวณรอยต่อระหว่างของเหลวบางชนิดที่กำหนดไว้

Q8: สิ่งใดที่มีความสำคัญที่สุดในการติดตั้งเครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กที่ติดตั้งอยู่ด้านข้าง?

A8: ข้อต่อของกระบวนการส่วนบนและส่วนล่างควรยังคงเปิดอยู่ต่อไปกับภาชนะ กระบวนการภายในห้องควรยังคงมีการจัดแนวในแนวตั้งที่เหมาะสม รวมทั้งระยะห่างจากจุดศูนย์กลางถึงจุดศูนย์กลาง อุณหภูมิของกระบวนการ ความดัน และความหนาแน่นของของเหลว ควรสอดคล้องกับการกำหนดค่าที่เลือกไว้

บทสรุป

เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กใช้การเชื่อมต่อทางแม่เหล็กระหว่างชิ้นส่วนลอยภายในกับตัวบ่งชี้แบบแผ่นหรือลูกกลิ้งภายนอก เพื่อให้การแสดงผลระดับในบริเวณนั้นอย่างต่อเนื่อง ข้อดีหลักของเครื่องนี้ ได้แก่ การแสดงผลที่มองเห็นได้อย่างชัดเจน การแยกระบบการแสดงผลภายนอกออกจากกระบวนการผลิต โครงสร้างทางกลที่เรียบง่าย รวมถึงความสามารถในการเพิ่มฟังก์ชันการส่งสัญญาณจากระยะไกลและฟังก์ชันการแจ้งเตือนได้

การเลือกอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลว ความหนืด แนวโน้มการตกผลึก ความสามารถในการกัดกร่อน อุณหภูมิ และความดันในกระบวนการอย่างมาก สำหรับการใช้งานในสภาวะอุณหภูมิสูง มีความดันสูง หรือสภาวะที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน สามารถปรับแต่งได้โดยเลือกวัสดุของห้องที่เหมาะสม การออกแบบระบบลอยตัว ระดับความทนทานของฟแลนจ์ และโครงสร้างการปิดผนึก ในขณะที่สามารถเพิ่มฟังก์ชันการส่งสัญญาณจากระยะไกลและระบบแจ้งเตือน ตามข้อกำหนดของระบบอัตโนมัติได้

METRAVON ผลิตภัณฑ์สำหรับการวัดระดับสนามแม่เหล็กสามารถกำหนดค่าให้สอดคล้องกับลักษณะของสื่อในกระบวนการ, ความหนาแน่น, ช่วงการวัด, อุณหภูมิในกระบวนการ, ความดันในกระบวนการ, ระบบการเชื่อมต่อในกระบวนการ รวมถึงข้อกำหนดด้านการส่งสัญญาณออกจากระบบระยะไกล โดยรองรับตัวเลือกการผสานรวมระบบต่างๆ ได้PLC ระบบ DCS และระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม เพื่อให้บริการการวัดระดับที่มองเห็นได้ สามารถทำงานร่วมกันได้ และขยายขนาดได้ สำหรับถัง เครื่องปฏิบัติการ และอุปกรณ์ในอุตสาหกรรม