อังกฤษ
จีน
สเปน
รัสเซีย
โปรตุเกส
ฝรั่งเศส
เยอรมัน
อินโดนีเซีย
เวียดนาม
อาหรับ
อิตาลี
ตุรกี
โปแลนด์
ญี่ปุ่น
การวัดระดับถูกนำมาประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในหลายสาขา ได้แก่ การแปรรูปสารเคมี, การบำบัดน้ำ, การผลิตอาหารและเครื่องดื่ม, อุตสาหกรรมยา, การจัดการน้ำในภาคการเกษตร, การทำเหมืองแร่, ระบบจัดเก็บสินค้า และระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม การเลือกใช้เทคโนโลยีการวัดที่แตกต่างกันนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของตัวกลาง โครงสร้างถัง อุณหภูมิ ความดัน และสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง
เทคโนโลยีที่นิยมใช้ ได้แก่ การวัดระดับด้วยหลักไฮโดรสแตติก, เทคโนโลยีอัลตราโซนิก, เทคโนโลยีฟลอต, เทคโนโลยีเรดาร์, เทคโนโลยีการวัดระดับด้วย RF admittance และเทคโนโลยีการวัดระดับด้วยค่าความจุไฟฟ้า ทั้งนี้ ไม่มีเทคโนโลยีใดเท่านั้นที่เหมาะสมกับทุกการประยุกต์ใช้งาน ดังนั้นการเลือกเทคโนโลยีจึงควรพิจารณาจากเงื่อนไขของกระบวนการผลิต ช่วงการวัด ข้อกำหนดในการติดตั้ง สัญญาณขาออก และข้อกำหนดในการบำรุงรักษา
1. การวัดระดับด้วยหลักไฮโดรสแตติก
การวัดระดับด้วยหลักไฮโดรสแตติกเป็นการกำหนดระดับของของเหลวจากแรงดันที่เกิดขึ้นจากคอลัมน์ของของเหลวเมื่อความหนาแน่นของของเหลวคงที่ในระดับหนึ่ง การเพิ่มระดับของของเหลวจะทำให้ความดันไฮโดรสแตติกเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
หลักการวัดที่เรียบง่าย
เหมาะสำหรับการวัดระดับของของเหลวอย่างต่อเนื่อง
การประยุกต์ใช้งานทั่วไป
ถังเก็บน้ำ, อ่างเก็บน้ำ, บ่อน้ำ และระบบจัดเก็บน้ำในอุตสาหกรรม
ความเสถียรของกระบวนการ
ฟองอากาศ, ไอระเหย และการไหลแบบปั่นป่วนที่ผิวสัมผัส ไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการวัดความดัน
การบูรณาการระบบ
แบบจำลองในอุตสาหกรรมอาจให้สัญญาณเอาต์พุตในรูปแบบ 4-20mA หรือ RS485
การวัดด้วยหลักไฮโดรสแตติกได้รับผลกระทบจากความหนาแน่นของของเหลว หากความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากอุณหภูมิ ความเข้มข้น หรือองค์ประกอบของกระบวนการ ระดับที่คำนวณได้อาจเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน สำหรับถังปิดที่มีการควบคุมความดัน อาจจำเป็นต้องใช้การชดเชยความดันในสถานะก๊าซ หรือการวัดความดันต่าง
2. การวัดระดับด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบอัลตราโซนิกโดยทั่วไปเป็นเครื่องมือที่ไม่ต้องสัมผัสกับวัตถุ เซ็นเซอร์จะส่งคลื่นอัลตราโซนิกไปยังพื้นผิวของของเหลวหรือของแข็ง แล้ววัดระยะเวลาที่สัญญาณที่สะท้อนกลับใช้ในการเดินทาง ระยะทางที่วัดได้จะถูกแปลงเป็นระดับตามระดับอ้างอิงของการติดตั้ง
การวัดแบบไม่สัมผัส
เซนเซอร์โดยทั่วไปไม่ได้อยู่ในสภาวะสัมผัสโดยตรงกับตัวกลางในกระบวนการ
การประยุกต์ใช้กับของเหลวและของแข็งบางประเภท
เหมาะสำหรับถัง บ่อ ระบบน้ำเสีย ช่องทางเปิด และของแข็งจำนวนมากที่เลือกใช้
การติดตั้งที่ค่อนข้างง่าย
เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้งานภายใต้ความดันบรรยากาศในสภาวะอากาศที่มีความเสถียร
การบูรณาการระบบอัตโนมัติ
สามารถเชื่อมต่อเข้ากับ PLC, RTU, เครื่องบันทึกข้อมูล และระบบตรวจสอบจากระยะไกลได้
เนื่องจากสัญญาณอัลตราโซนิกสามารถเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่ก๊าซที่อยู่เหนือกระบวนการผลิต การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ไอน้ำ ฟองอากาศ การไหลของอากาศอย่างรุนแรง ฝุ่นละออง การเปลี่ยนแปลงของสภาพการไหลบนพื้นผิว และสิ่งกีดขวางภายใน อาจส่งผลต่อความเสถียรของการวัดค่า
3. การวัดระดับด้วยวัตถุลอยตัว
เครื่องวัดระดับของของเหลวใช้หลักการลอยตัวเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของระดับของเหลว เมื่อของเหลวเคลื่อนตัวขึ้นหรือลง ตัวลอยจะเคลื่อนที่ตามนั้น และตำแหน่งดังกล่าวจะถูกแปลงเป็นสัญญาณระดับผ่านระบบการเชื่อมต่อแม่เหล็ก ระบบเชื่อมต่อเชิงกล สวิตช์แบบรีด หรือวิธีการตรวจจับอื่น ๆ |
หลักการทำงานเชิงกลโดยตรง |
มักใช้ในระบบตรวจวัดระดับของเหลวแบบทั่วไป |
ไม่ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ไดอิเล็กทริก |
เหมาะสำหรับของเหลวมาตรฐานหลายชนิด |
สามารถวัดระดับได้ทั้งแบบจุดเดียวหรือแบบต่อเนื่อง |
สามารถนำไปใช้เป็นสวิตช์ตรวจระดับ หรือสำหรับการแสดงระดับของเหลวแบบต่อเนื่องได้
เนื่องจากฟลอตสัมผัสโดยตรงกับตัวกลาง จึงเกิดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความหนืด การกัดกร่อน และอนุภาคของแข็ง ต้องพิจารณาการตกผลึก การสะสมตัวของสาร และการมีพื้นที่สำหรับการเคลื่อนที่ที่พร้อมใช้งาน สื่อที่มีความหนืดสูงหรือสื่อที่ก่อให้เกิดการสะสมสิ่งสกปรก อาจจำกัดการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ลอยอยู่ได้
4. การวัดระดับด้วยเรดาร์
เครื่องส่งสัญญาณระดับด้วยเรดาร์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงในการวัดระดับโดยไม่ต้องสัมผัสกับวัตถุ เสาอากาศส่งสัญญาณเรดาร์ไปยังพื้นผิวของกระบวนการผลิต จากนั้นสัญญาณที่สะท้อนกลับจะถูกนำมาวิเคราะห์เพื่อคำนวณระดับของของเหลวหรือของแข็งที่แท้จริง
การวัดแบบไม่สัมผัส
เหมาะสำหรับทั้งของเหลวและของแข็งในปริมาณมาก |
เหมาะสำหรับสภาพการใช้งานที่มีความเข้มข้นหรือมีข้อกำหนดเฉพาะ |
โดยทั่วไปมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน และไอน้ำ ต่ำกว่าการวัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิก |
ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกลไก |
เหมาะสำหรับการวัดอย่างต่อเนื่องในระยะยาว |
มีขอบเขตการประยุกต์ใช้งานที่กว้างขวาง |
ใช้งานในถังเก็บ วัฏจักรสินค้า ระบบบำบัดน้ำ กระบวนการทางเคมี และการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการทำเหมือง
การสะท้อนของเรดาร์ยังคงได้รับอิทธิพลจากค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและตำแหน่งการติดตั้ง รูปทรงของถังและสัญญาณสะท้อนที่ไม่ต้องการ สำหรับสื่อที่มีค่าไดอิเล็กทริกต่ำ หรือภาชนะที่มีลักษณะซับซ้อน อาจจำเป็นต้องมีการเลือกความถี่เรดาร์ การออกแบบเสาอากาศ และตำแหน่งการติดตั้งอย่างระมัดระวัง
5. การวัดระดับการยอมรับสัญญาณ RF
เครื่องมือวัดระดับการยอมรับสัญญาณ RF จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของคุณลักษณะทางไฟฟ้าระหว่างโพรบกับภาชนะ โดยทั่วไปจะใช้หัวตรวจจับแบบสัมผัส ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้กับของเหลว สารแขวนลอย ผง และวัสดุที่เป็นเม็ดได้
รองรับหลายประเภทของสื่อ
เหมาะสำหรับของเหลว สารแขวนลอย ผง และเม็ด
การตรวจจับระดับจุด
มักใช้สำหรับการแจ้งเตือนระดับสูงและระดับต่ำ
สามารถประยุกต์ใช้กับสื่อเคลือบบางประเภทได้
หากได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม สามารถทนต่อสภาวะการเคลือบหรือการสะสมบางประการได้
การวัดการนำไฟฟ้าแบบ RF อาจได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสื่อนั้น ลักษณะการเคลือบและรูปแบบการติดตั้งของหัวตรวจจับ สำหรับอุปกรณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงค่าไดอิเล็กทริกอย่างมีนัยสำคัญ หรือมีการสะสมประจุอย่างรุนแรง ควรทำการปรับเทียบและตรวจสอบภายใต้สภาวะกระบวนการจริง
6. การวัดระดับด้วยค่าความจุไฟฟ้า
เครื่องวัดระดับแบบคาปาซิทีฟจะวัดการเปลี่ยนแปลงค่าความจุไฟฟ้า เมื่อมีวัสดุเข้าสู่บริเวณตรวจจับซึ่งอยู่ระหว่างโพรบและอิเล็กโทรดอ้างอิง ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของตัวกลางในกระบวนการมีผลโดยตรงต่อการตอบสนองของความจุไฟฟ้า
ของเหลวและของแข็งที่เลือกใช้
เหมาะสำหรับของเหลว ผง และวัสดุที่มีลักษณะเป็นเม็ดหลากหลายประเภท
มีโครงสร้างที่กะทัดรัด
เหมาะสำหรับภาชนะขนาดเล็กและระบบติดตั้งที่มีพื้นที่จำกัด
รองรับการวัดแบบต่อเนื่องหรือการวัดแบบจุด
สามารถตั้งค่าให้รองรับการตรวจจับระดับของเหลวแบบต่อเนื่องหรือแบบจุดได้
การวัดด้วยค่าความจุมีความไวต่อค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและองค์ประกอบของวัสดุ การสะสมของโพรบ ความชื้น และรูปแบบการติดตั้ง การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติของสื่อเพาะเลี้ยงอาจทำให้จำเป็นต้องทำการปรับเทียบค่าใหม่
7การเปรียบเทียบเทคโนโลยีการวัดระดับทั่วไป |
| | เทคโนโลยี | | | ประเภทการวัด | | | สื่อการวัดทั่วไป | | | ข้อดีหลัก | | | ข้อจำกัดหลัก | |
|---|---|---|---|---|
| | วิธีไฮโดรสแตติก | | | วิธีการสัมผัส | | | สำหรับของเหลว | | | มีโครงสร้างเรียบง่าย มีความเสถียร และเหมาะสมสำหรับการใช้งานในน้ำลึก | | | ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลว | |
| | วิธีอัลตราโซนิก | | | วิธีไม่สัมผัส | | | สำหรับของเหลวและกรณีที่เลือกไว้ของแข็ง | ติดตั้งง่าย และไม่มีการสัมผัสโดยตรงกับกระบวนการผลิต | ได้รับผลกระทบจากโฟม ไอน้ำ อุณหภูมิ และการไหลของอากาศ |
| สามารถลอยตัวได้ | มีการสัมผัส | ของเหลว | หลักการแบบตรง และไม่ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ไดอิเล็กทริก | การเคลื่อนไหวทางกลอาจได้รับผลกระทบจากตะกอนหรือของเหลวที่มีความหนืดสูง |
| การตรวจวัดด้วยเรดาร์ | แบบไม่สัมผัส | กับของเหลวและของแข็ง | เหมาะสำหรับสภาวะกระบวนการที่มีข้อกำหนดเข้มงวดมากขึ้น | ต้องพิจารณาค่าคงที่ไดอิเล็กทริก รวมถึงสัญญาณสะท้อนที่ไม่ต้องการ |
| ค่าอนุญาต RF | แบบสัมผัส | กับของเหลวและส่วนผสมของของแข็งในของเหลวผงและเม็ด | เหมาะสำหรับวัสดุต่างๆ ในอุตสาหกรรมหลายประเภท และการตรวจจับในระดับจุด | ขึ้นอยู่กับการสะสมตัวและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวกลาง |
| แบบความจุไฟฟ้า | แบบสัมผัส | กับของเหลวและของแข็ง | การติดตั้งที่กะทัดรัดและยืดหยุ่น | มีความไวต่อค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและชั้นเคลือบของโพรบ |
8.วิธีการเลือกเทคโนโลยีการวัดระดับ
ถังเก็บน้ำอ่างเก็บน้ำและหลุม
การวัดแบบ hydrostatic, Ultrasonic หรือ Radar สามารถเลือกได้ขึ้นอยู่กับการติดตั้งและเงื่อนไขกระบวนการ
ระบบน้ำเสียและน้ำทิ้ง
ควรพิจารณาโฟมตะกอนการกัดกร่อนและวัสดุลอยตัวเรดาร์อาจได้รับการประเมินสำหรับเงื่อนไขที่ยากขึ้นถังอุตสาหกรรมสำหรับเก็บ
สามารถใช้อัลตราโซนิกเรดาร์หรือการวัดด้วยพลังน้ำสำหรับถังบรรยากาศปกติในขณะที่กระบวนการที่มีอุณหภูมิสูงหรือแรงดันสูงอาจต้องใช้เรดาร์เรดาร์ที่มีคลื่นนำทางหรือความดันแตกต่างกันของแข็ง
ขนาดใหญ่
สามารถเลือกเรดาร์อัลตราโซนิกการส่งผ่าน RF หรือการตรวจจับระดับ capacitive ได้ตามคุณสมบัติของฝุ่นช่วงและวัสดุ
เรือขนาดเล็กและการตรวจจับระดับจุดสวิตช์ลอย
สวิตช์ capacitive หรือสวิตช์ระดับการโอนเงิน RF อาจเหมาะสม
9.ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเลือกเครื่องมือระดับ
| พารามิเตอร์การเลือก | ข้อมูลเพื่อยืนยัน |
|---|---|
| กระบวนการปานกลาง | สถานะของสาร: ของเหลว, ซูรี, ผง หรือเม็ด | ประเภทการวัด: |
| | การวัดแบบต่อเนื่อง หรือการแจ้งเตือนที่ระดับจุด: | | ช่วงการวัด: |
| | ระดับต่ำสุดและสูงสุด: | | คุณสมบัติของตัวกลาง: |
| | ความหนาแน่น, ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก, ความหนืด และความสามารถในการกัดกร่อน: | | อุณหภูมิในกระบวนการ: |
| อุณหภูมิการทำงานปกติและอุณหภูมิสูงสุด | |
| ความดันในกระบวนการ | สภาวะบรรยากาศ, สภาวะความดันบวก หรือสภาวะสุญญากาศ |
| สภาวะแวดล้อม | ไอน้ำ, ฟอง, ฝุ่น, การควบแน่นของไอน้ำ และการสั่นสะเทือน |
| วิธีการติดตั้ง | การติดตั้งด้านบน, การติดตั้งด้านข้าง, การติดตั้งแบบจุ่ม หรือการติดตั้งแบบฟแลนจ์ |
| สัญญาณเอาต์พุต | 4-20mA, RS485, เรลย์ หรือเอาต์พุตอุตสาหกรรมอื่นๆ |
| การบูรณาการระบบ | PLC แพลตฟอร์ม RTU, SCADA หรือ IoT: |
– คำถามที่พบบ่อย;
– คำถามที่ 1: เทคโนโลยีการวัดระดับใดที่เหมาะสมสำหรับการวัดระดับน้ำในสภาวะปกติ?
A1: สามารถใช้เครื่องมือ hydrostatic, Ultrasonic และ Radar ได้ทั้งหมดทางเลือกสุดท้ายขึ้นอยู่กับช่วงการวัดการติดตั้งและเงื่อนไขกระบวนการ Q2
: ความแตกต่างหลักระหว่างการวัดระดับอัลตราโซนิกและเรดาร์คืออะไร?
A2: เครื่องมืออัลตราโซนิกใช้คลื่นเสียงในขณะที่เครื่องมือเรดาร์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเรดาร์โดยทั่วไปมีความไวต่ออุณหภูมิความดันและการเปลี่ยนแปลงไอ Q3
: การวัดระดับไฮโดรสแตติกได้รับผลกระทบจากความหนาแน่นของของเหลวหรือไม่?
A3: ใช่ ค่าระดับของของเหลวที่คำนวณได้มาจากแรงดันของคอลัมน์ของของเหลว ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญของความหนาแน่นจึงอาจส่งผลต่อค่าระดับที่คำนวณได้
Q4: เครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์สามารถวัดของแข็งในรูปแบบก้อนได้หรือไม่?
A4: ใช่ เครื่องวัดระดับด้วยเรดาร์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายทั้งกับของเหลวและของแข็งในรูปแบบก้อนภายในถังและไซโล
Q5: ทำไมค่าคงที่ไดอิเล็กทริกจึงมีความสำคัญต่อการวัดระดับด้วยระบบความจุไฟฟ้า?
A5: การวัดค่าความจุไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของค่าความจุที่เกิดจากตัวกลางในกระบวนการผลิต ดังนั้นค่าคงที่ไดอิเล็กทริกจึงมีผลโดยตรงต่อการตอบสนองของระบบ
Q6: ควรพิจารณาใช้เทคโนโลยีใดในกรณีที่มีโฟมอยู่?
A6: การเลือกขึ้นอยู่กับความหนาของโฟมและเงื่อนไขในกระบวนการผลิต โดยโฟมที่มีความหนาอาจทำให้สัญญาณสะท้อนจากคลื่นอัลตราโซนิกอ่อนแอลง ดังนั้นจึงอาจจำเป็นต้องพิจารณาการใช้งานเรดาร์ หรือการวัดแบบสัมผัส
Q7: เครื่องมือวัดระดับทั้งหมดสามารถเชื่อมต่อกับ PLC ได้หรือไม่?
A7: ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าสัญญาณขาออก เครื่องมือวัดที่มีสัญญาณขาออกแบบ 4-20mA, RS485 Modbus หรือรีเลย์ โดยทั่วไปสามารถผสานรวมเข้ากับ PLC, RTU หรือระบบการรับข้อมูลได้
บทสรุป
เครื่องวัดระดับแบบไฮโดรสแตติก แบบอัลตราโซนิก แบบลอยตัว แบบเรดาร์ แบบการยอมรับสัญญาณ RF และแบบความจุไฟฟ้า ใช้หลักการวัดที่แตกต่างกัน และเหมาะสมกับสภาวะของกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน การวัดด้วยหลักไฮโดรสแตติกมีความเหมาะสมสำหรับของเหลวที่มีความหนาแน่นค่อนข้างคงที่; การวัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกมีประโยชน์สำหรับการประยุกต์ใช้งานหลายประการที่ไม่ต้องสัมผัส ทั้งในส่วนของของเหลวและของแข็งบางชนิด; เครื่องมือแบบลอยตัวให้แนวทางทางกลโดยตรงสำหรับของเหลวทั่วไป; เรดาร์มีความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมของถังและซิลโลที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากยิ่งขึ้น; และเทคโนโลยีการยอมรับ RF หรือเทคโนโลยีแบบความจุ มักถูกนำมาใช้สำหรับการวัดการสัมผัสในตำแหน่งเฉพาะ และการตรวจจับในระดับจุด
การเลือกที่ถูกต้องควรพิจารณากระบวนการปานกลางช่วงการวัดอุณหภูมิความดันโฟมไอฝุ่นเงื่อนไขการติดตั้งสัญญาณขาออกและข้อกำหนดการรวมระบบ METRAVON ผลิตภัณฑ์การวัดระดับสามารถรวมเข้ากับ PLC S, rtus,SCADA ระบบและแพลตฟอร์ม IOT อุตสาหกรรมสำหรับถังของเหลวระบบบำบัดน้ำกระบวนการอุตสาหกรรมและการใช้งานที่เป็นของแข็งจำนวนมาก
