เครื่องวัดระดับแบบ RF Admittance: คุณสมบัติและแนวทางการใช้งานทางวิศวกรรม

เครื่องวัดระดับการยอมรับสัญญาณ RF แบบ METRAVON: คุณสมบัติและคู่มือการประยุกต์ใช้ในทางวิศวกรรม

การวัดระดับการยอมรับสัญญาณ RF เป็นเทคโนโลยีที่อาศัยการสัมผัส ซึ่งพัฒนามาจากวิธีการวัดความจุแบบดั้งเดิม หัวตรวจวัด ผนังท่อ และตัวกลางในกระบวนการ จะร่วมกันสร้างวงจรวัดค่าทางไฟฟ้า โดยมีการป้อนสัญญาณความถี่สูงเข้าสู่วงจรนี้ และเครื่องมือจะติดตามการเปลี่ยนแปลงของค่าการยอมรับ (admittance) ที่เกิดขึ้นเมื่อระดับของของเหลวเปลี่ยนแปลงไป

ขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องมือ เทคโนโลยีการยอมรับ RF สามารถนำมาประยุกต์ใช้สำหรับการวัดระดับของเหลวอย่างต่อเนื่องหรือการตรวจจับระดับเฉพาะจุดหรือข้อได้เปรียบด้านวิศวกรรมประการหนึ่งคือ วงจรปฏิเสธการเคลือบ หรือวงจรชดเชยการสะสม สามารถลดการสลับสถานะที่ผิดพลาด หรือความคลาดเคลื่อนในการวัด ซึ่งเกิดจากการสะสมของวัสดุบนหัวตรวจวัด

1. การวัดระดับการยอมรับสัญญาณ RF ทำงานอย่างไร?

การจัดทำวงจรการวัด

หัวตรวจวัด ผนังภาชนะ และตัวกลางในกระบวนการผลิต ร่วมกันสร้างเส้นทางไฟฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะทั้งในด้านความจุไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้า

ให้สัญญาณความถี่สูง

ระบบอิเล็กทรอนิกส์จะให้สัญญาณ RF กับโพรบ และติดตามค่าการนำไฟฟ้าของวงจรอย่างต่อเนื่อง

ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงระดับ

เมื่อสื่อกลางที่หุ้มโพรบมีการเปลี่ยนแปลง หรือระยะความยาวที่ถูกหุ้มเปลี่ยนแปลงไป ลักษณะทางไฟฟ้าของวงจรวัดก็จะเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย

สร้างสัญญาณเอาต์พุต

ระบบอิเล็กทรอนิกส์จะแปลงการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ให้เป็นสัญญาณต่อเนื่อง 4-20mA หรือสัญญาณเอาต์พุตแบบสลับระดับจุด

การยอมผ่าน (Admittance) คือค่าผกผันของอิมพีแดนซ์ (Impedance) ซึ่งแสดงถึงระดับความง่ายที่สัญญาณกระแสสลับจะสามารถผ่านวงจรไฟฟ้าได้ เมื่อเปรียบเทียบกับการวัดความจุแบบง่าย การออกแบบ RF admittance อาจใช้ข้อมูลด้านเฟส ตัวประกอบที่มีลักษณะเป็นต้านทาน เทคนิคการขับเคลื่อนด้วยเกราะป้องกัน หรือวงจรชดเชยเฉพาะ เพื่อยกระดับประสิทธิภาพในบริบทของการเคลือบผิวและการสะสมชั้นวัสดุ

2.การวัดระดับความจุไฟฟ้าแบบทั่วไป เทียบกับการวัดการยอมรับสัญญาณ RF:

3. ระบบปฏิเสธการเคลือบผิวทำงานอย่างไร?

การปฏิเสธการเคลือบเป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบหลักที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการยอมรับสัญญาณ RF ในระบบความจุแบบทั่วไป วัสดุที่เกาะติดกับโพรบอาจก่อให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่ไม่ต้องการ ซึ่งอาจถูกตีความว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงระดับที่แท้จริง เครื่องมือวัดการนำไฟฟ้าแบบ RF รุ่น

ที่ออกแบบมาสำหรับการประยุกต์ใช้งานแบบสะสม อาจใช้เทคนิคต่าง ๆ เช่น การใช้เกราะป้องกันที่ถูกขับเคลื่อน การแยกเฟส หรือวิธีการชดเชยอื่น ๆ เพื่อแยกแยะการเคลือบผิวของโพรบที่มีความเสถียรออกจากการเปลี่ยนแปลงระดับในกระบวนการที่เกิดขึ้นจริง

ของเหลวที่มีความหนืด

สามารถลดการสลับสถานะที่ผิดพลาด ซึ่งเกิดจากน้ำมัน สารแขวนลอย หรือชั้นเคลือบที่มีลักษณะเหนียวบนโพรบ

สำหรับผงและเม็ด

เหมาะสมสำหรับการตรวจจับที่ระดับสูงและระดับต่ำ ในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นหรือมีแนวโน้มสะสมสิ่งสกัดในระบบวัสดุแข็งแบบมวลรวม

สำหรับของแข็งที่เป็นส่วนผสมและสารแขวนลอย

เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่สามารถก่อตัวเป็นชั้นเคลือบที่มีความเสถียรบนองค์ประกอบตรวจจับได้ในระหว่างการใช้งานตามปกติ

ข้อสำคัญ:การไม่ผ่านการตรวจสอบผิวเคลือบ ไม่ได้หมายความว่าการสะสมทุกรูปแบบไม่มีผลกระทบ เนื่องจากการตกผลึกอย่างรุนแรง การเกิดคราบแข็ง การเชื่อมต่อระหว่างบริเวณต่างๆ หรือการถูกห่อหุ้มทางกลอย่างสมบูรณ์ของโพรบ ยังคงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบและทำความสะอาด

4. คุณลักษณะสำคัญของเครื่องวัดระดับการยอมรับสัญญาณ RF

ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

ไม่มีชิ้นส่วนลอยตัว แผ่นใบ หรือกลไกเคลื่อนไหวอื่นใด ซึ่งช่วยลดปัญหาการสึกหรอทางกลและการติดกันของชิ้นส่วน

การชดเชยการสะสม

การออกแบบที่เหมาะสมสามารถลดสัญญาณเท็จที่เกิดจากการสะสมของสารเคลือบและวัสดุบนโพรบได้

เหมาะสำหรับของเหลวและของแข็ง

สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับของเหลว สารแขวนลอย ผง เม็ด และการประยุกต์ใช้ที่บริเวณรอยต่อที่เลือกได้

การผสานระบบเป็นเรื่องง่าย

ขึ้นอยู่กับรุ่น อาจมีการสนับสนุนสัญญาณเอาต์พุตของรีเลย์ สัญญาณกระแสไฟฟ้า และการสื่อสารแบบดิจิทัล

การที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวโดยทั่วไปจะช่วยลดภาระการบำรุงรักษาทางกล แต่สภาพของโพรบ การปิดผนึกในกระบวนการผลิต การเชื่อมต่อไฟฟ้า และการสะสมของสิ่งสกัดที่รุนแรง ยังคงต้องได้รับการตรวจสอบเป็นส่วนหนึ่งของการบำรุงรักษาตามปกติ

5. สื่อใดที่สามารถใช้ในการวัดค่าการยอมรับ RF ได้?

6. ก๊าซ ฟอง และการกวน มีผลต่อค่าการยอมรับสัญญาณ RF หรือไม่?

RF admittance เป็นเทคโนโลยีการวัดแบบสัมผัส จึงไม่ขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายของเสียงผ่านพื้นที่ก๊าซ เช่นเดียวกับเครื่องวัดระดับคลื่นอัลตราโซนิก และไม่จำเป็นต้องอาศัยการสะท้อนของคลื่นบนพื้นผิวในระยะทางไกล เช่นเดียวกับเรดาร์ในสภาพแวดล้อมอิสระ

ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์นี้จึงสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสถานการณ์การประยุกต์ใช้งานที่มีสภาพไอน้ำที่ซับซ้อน มีฟอง หรือมีการกวน อย่างไรก็ตาม ยังคงมีปัจจัยหลายประการที่จำเป็นต้องได้รับการพิจารณา:

• แรงกระแทกทางกลที่รุนแรงอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อหัวตรวจวัด; การที่วัสดุเชื่อมต่อกัน (

• ) สามารถรักษาให้หัวตรวจวัดถูกปกคลุมอย่างถาวร; การตกผลึกอย่างรุนแรงหรือการสะสมของคราบแข็ง (

• ) อาจส่งผลให้การตอบสนองทางไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไป;

• การเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติไดอิเล็กทริกอาจส่งผลต่อการปรับเทียบการวัดแบบต่อเนื่อง สำหรับโฟม

จำเป็นต้องมีการประเมินที่เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะ หากโฟมดังกล่าวมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เพียงพอ เครื่องมืออาจตรวจจับโฟมนั้นในฐานะส่วนหนึ่งของตัวกลางในกระบวนการผลิต ดังนั้น โครงการนี้จึงควรกำหนดให้ชัดเจนว่ามีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจจับโฟมหรือไม่ต้องการให้ละเว้นโฟมดังกล่าว

7 RF Admittance ใช้สำหรับการวัดแบบต่อเนื่อง หรือสำหรับการสลับสถานะแบบจุด?

มีทั้งสองประเภทให้เลือกใช้ แต่ควรจัดเป็นหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ที่แยกจากกัน

RF Admittance Level Switch

ใช้สำหรับการแจ้งเตือนระดับสูงและระดับต่ำ การป้องกันการเติมเกินขีดจำกัด การตรวจจับการอุดตันของถังจัดส่ง การป้องกันปั๊ม รวมถึงฟังก์ชันอื่นๆ ในระดับจุดเฉพาะ

เครื่องส่งสัญญาณระดับการยอมรับ RF แบบต่อเนื่อง

วัดการเปลี่ยนแปลงตามความยาวของหัวตรวจวัดที่ทำงานอยู่ และให้สัญญาณแบบต่อเนื่อง เช่น 4-20mA สำหรับการตรวจสอบระดับ

ดังนั้น ขั้นตอนแรกในการเลือกผลิตภัณฑ์คือการพิจารณาว่าการประยุกต์ใช้งานนั้นต้องการข้อมูลจุดเปลี่ยนสถานะ หรือต้องการข้อมูลระดับแบบต่อเนื่อง

8. ข้อกำหนดการติดตั้ง

หลีกเลี่ยงการสัมผัสของโพรบที่ไม่ได้ตั้งใจ

หัวตรวจวัดที่ใช้งานอยู่จะต้องไม่สัมผัสกับผนังภาชนะ ชิ้นส่วนโลหะภายใน หรือโครงสร้างที่ต่อสายดินโดยไม่ตั้งใจ

หลีกเลี่ยงการกระทบทางกลอย่างรุนแรง

อย่าวางหัวตรวจวัดโดยตรงไว้ในลำกระแสน้ำที่มีความเร็วสูง หรือในบริเวณที่อาจเกิดแรงกระทบจากอุปกรณ์กวนที่มีความรุนแรง

เลือกความยาวโพรบที่เหมาะสม: การวัดแบบต่อเนื่องและการตรวจจับในระดับจุดต้องใช้ความยาวโพรบที่ใช้งานได้และตำแหน่งการติดตั้งที่แตกต่างกัน สำหรับรุ่น

รักษาการปิดผนึกกระบวนการให้คงอยู่

เส้นลวด, ฟแลนจ์, วัสดุฉนวน และวัสดุปิดผนึก ต้องเหมาะสมกับอุณหภูมิ ความดัน และสภาพแวดล้อมทางเคมีของกระบวนการผลิต

เครื่องส่งสัญญาณ RF แบบต่อเนื่องอาจจำเป็นต้องมีการปรับเทียบที่ระดับว่างและระดับเต็ม หรือใช้กระบวนการปรับสเกลอื่นที่กำหนดโดยผู้ผลิตรายอื่น สวิตช์ในระดับจุดอาจใช้การปรับเทียบอัตโนมัติ การปรับระดับความไว หรือการตั้งค่าเริ่มต้นจากโรงงานแทน ดังนั้นการปรับเทียบในสถานะว่างหรือเต็มจึงไม่ควรถือเป็นข้อกำหนดที่จำเป็นในทุกกรณี

9. ควรตีความข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปอย่างไร?

ตารางต่อไปนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการคัดเลือกทั่วไปภายใต้เท่านั้นสวิตช์จุดการยอมรับ RF และเครื่องส่งสัญญาณแบบต่อเนื่องอาจมีความแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นจึงควรใช้เอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นหลักในการออกแบบทางวิศวกรรมเสมอ

คำถามที่พบบ่อย: การวัดระดับด้วย RF Admittance

คำถามที่ 1: ความแตกต่างระหว่างการวัดค่าการยอมรับ RF กับการวัดระดับความจุแบบทั่วไปคืออะไร? คำตอบ

เทคโนโลยีทั้งสองประเภทนี้ล้วนตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวกลางในกระบวนการผลิต โดยเครื่องมือวัดค่าการยอมรับ RF อาจมีการเพิ่มวงจรป้องกันสัญญาณรบกวน วงจรแยกเฟส หรือวงจรชดเชยการเคลือบผิว เพื่อลดสัญญาณที่ผิดพลาดซึ่งเกิดจากการสะสมประจุที่ปลายโพรบ

คำถามที่ 2: การปฏิเสธการเคลือบสามารถขจัดผลกระทบจากการสะสมของสารได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่?

คำตอบ: ไม่สามารถทำได้ แม้ว่าจะช่วยลดผลกระทบจากสารเคลือบที่มีความเสถียรได้อย่างมาก แต่ในกรณีที่เกิดการตกผลึกอย่างรุนแรง การเกิดคราบแข็ง การเชื่อมต่อระหว่างบริเวณต่างๆ หรือการถูกห่อหุ้มโดยหัวตรวจจับอย่างสมบูรณ์ ยังอาจจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอยู่ดี

คำถามที่ 3: เครื่องวัดระดับการนำไฟฟ้า RF จำเป็นต้องได้รับการทำความสะอาดบ่อยครั้งหรือไม่? คำตอบ

โดยทั่วไปไม่จำเป็น เนื่องจากเครื่องนี้ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว และมีการออกแบบที่กันการปนเปื้อนของสารเคลือบ ซึ่งช่วยลดภาระการบำรุงรักษา อย่างไรก็ตาม หากเกิดการสะสมของสิ่งสกปรกอย่างรุนแรง การตกผลึกของสารเคลือบ การกัดกร่อน หรือการเสียหายของฉนวน ก็ยังคงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ

คำถามที่ 4: เครื่องวัดการนำไฟฟ้า RF สามารถใช้วัดสื่อที่นำไฟฟ้าและสื่อที่ไม่นำไฟฟ้าได้หรือไม่? คำตอบ

ได้ แต่การออกแบบหัววัดและการปรับเทียบอาจแตกต่างกัน ทั้งนี้ ควรระบุค่าการนำไฟฟ้าของสื่อ คุณสมบัติไดอิเล็กทริก และแนวโน้มการสะสมประจุของสื่อนั้นไว้ในขั้นตอนการเลือกเครื่องมือ

คำถามที่ 5: ฟองและไอน้ำมีผลต่อการวัดการนำไฟฟ้า RF หรือไม่?

A: ค่าการยอมรับ RF ไม่ขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายของเสียงผ่านพื้นที่ที่เป็นก๊าซ ดังนั้นในกรณีนี้ ก๊าซระเหยจึงมักไม่ถือเป็นปัจจัยที่ต้องให้ความสำคัญเท่ากับการวัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิก สำหรับโฟม สามารถตรวจจับได้หากคุณสมบัติทางไฟฟ้าของโฟนมีคุณสมบัติที่เพียงพอ ดังนั้นการประยุกต์ใช้งานควรระบุอย่างชัดเจนว่าควรทำการวัดโฟมหรือไม่ต้องคำนึงถึงโฟม

Q6: เครื่องวัดค่าการยอมรับ RF ทุกเครื่องให้สัญญาณเอาต์พุตแบบ 4-20mA หรือไม่?

A: ไม่ใช่เครื่องส่งสัญญาณแบบต่อเนื่องมักให้สัญญาณเอาต์พุตเป็นกระแสไฟฟ้า ในขณะที่สวิตช์ระดับจุดมักใช้เอาต์พุตแบบรีเลย์หรือแบบสวิตชิ่ง ส่วนต่อเชื่อมต่อที่มีให้เลือกใช้ขึ้นอยู่กับการออกแบบผลิตภัณฑ์

Q7: ทำไมโพรบจึงไม่ควรสัมผัสผนังของภาชนะ?

A: การสัมผัสที่ไม่ได้ตั้งใจอาจเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะทางไฟฟ้าของวงจรวัด ซึ่งอาจก่อให้เกิดสัญญาณเท็จที่คงอยู่ต่อเนื่อง หรือการลัดวงจรทางไฟฟ้า

คำถามที่ 8: การวัดค่าการนำไฟฟ้า RF ไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาหรือไม่?

คำตอบ: คำอธิบายที่แม่นยำกว่าคือ "ต้องการการบำรุงรักษาน้อย" โดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว อย่างไรก็ตาม ควรตรวจสอบหัวตรวจวัด ฉนวน การปิดผนึก สายไฟ และการสะสมของสิ่งสกปรกอย่างรุนแรง ในกรณีที่จำเป็น

คำถามที่ 9: ข้อมูลใดบ้างที่ METRAVON มีความจำเป็นต้องเลือกระดับการยอมรับ RF หรือไม่?

A: กรุณาให้ข้อมูลดังต่อไปนี้: ประเภทของตัวกลาง (ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือของแข็ง) คุณสมบัติการนำไฟฟ้าและคุณสมบัติไดอิเล็กทริก แนวโน้มการสะสมประจุหรือการตกผลึก ช่วงการวัดหรือจุดแจ้งเตือน อุณหภูมิ ความดัน การจัดวางโพรบ การเชื่อมต่อระบบกระบวนการ สัญญาณขาออกที่ต้องการ และข้อกำหนดสำหรับพื้นที่ที่มีความเสี่ยง

บทสรุป

ข้อดีหลักของเทคโนโลยีระดับการยอมรับ RF มีดังนี้ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เหมาะสำหรับใช้กับของเหลวและของแข็งในปริมาณมาก รวมทั้งมีความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นในสถานการณ์ที่มีลักษณะเป็นติดต่อกันหรือมีแนวโน้มสะสมสิ่งสกัดได้ดีขึ้น โดยอาศัยเทคนิคเฉพาะสำหรับการชดเชยผลกระทบจากชั้นเคลือบ

อย่างไรก็ตาม ค่าการยอมรับ RF ไม่ควรถูกอธิบายว่าปราศจากการบำรุงรักษาอย่างสมบูรณ์ หรือไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการผลิตทุกรูปแบบ วัสดุของโพรบ คุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวกลาง สภาวะการสะสมของสนามไฟฟ้า โครงสร้างทางเรขาคณิตของการติดตั้ง รวมถึงการที่การประยุกต์ใช้งานต้องการการวัดแบบต่อเนื่องหรือการวัดในระดับจุด ล้วนมีผลต่อการกำหนดรูปแบบการติดตั้งในขั้นสุดท้าย สำหรับการประยุกต์ใช้งาน

สำหรับ METRAVON ก่อนที่จะเลือกแบบออกแบบโพรบ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และการกำหนดค่าผลลัพธ์ ควรตรวจสอบให้แน่ใจในด้านต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ การประยุกต์ใช้งาน, สื่อกลางในกระบวนการผลิต, หน้าที่การวัด, อุณหภูมิ, ความดัน, สภาวะการสะสมตัว, จุดเชื่อมต่อในกระบวนการผลิต และอินเทอร์เฟซของระบบควบคุม