เครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์ในถังแบตช์ขนาดเล็ก: อัตราเติม

ในภาชนะแบตช์ขนาดเล็ก อัตราเติมกำหนดว่าเครื่องส่งสัญญาณระดับต้องปรับปรุงค่าเร็วเพียงใด การกำหนดเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็กต้องพิจารณาเวลาตอบสนอง การหน่วงสัญญาณ และสแปนที่ใช้ได้ ในภาชนะสูง 1.5 m หากเติมแบตช์ 400 L ใน 40 s การตั้งหน่วง 2 s อาจซ่อนระดับไป 25 mm

กำหนดเวลาปรับปรุงค่าของเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็ก

ภาชนะแบตช์เปลี่ยนระดับเร็ว เพราะปริมาตรใช้งานสัดส่วนมากไหลเข้าในเวลาสั้น ถังละลายน้ำตาล เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบอัลคาไลน์ ถังสารเติมแต่ง และเครื่องบรรจุมักเติมเทียบเท่า 20 % ถึง 50 % ของสแปนในเวลาไม่ถึงหนึ่งนาที เครื่องส่งสัญญาณต้องส่งค่าใหม่เร็วกว่าการเปลี่ยนระดับ มิฉะนั้นวงจรควบคุมจะทำงานจากค่าเก่า

เริ่มจากอัตราเติมสูงสุด ไม่ใช่ค่าเฉลี่ย แปลงอัตราไหลเชิงปริมาตรเป็นอัตราระดับเพิ่มโดยใช้พื้นที่ผิวอิสระ กำหนดระยะตามหลังที่แบตช์ยอมให้ แล้วหารค่าที่ยอมให้นี้ด้วยอัตราระดับเพิ่มเพื่อหาช่วงเวลาปรับปรุงค่าสูงสุดที่ยอมรับได้ จากนั้นเลือกเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็กตามช่วงเวลานี้และค่าคงตัวเวลาหน่วง ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกรองเพิ่มเติม ความแม่นยำในเอกสารข้อมูลที่มักระบุ ±2 mm ภายใต้สภาวะนิ่ง ไม่ได้บอกพฤติกรรมขณะระดับเพิ่มเป็นทางลาด แม้มีเอาต์พุต 4-20 mA หากปรับปรุงค่าช้าก็อาจผิดหลายสิบมิลลิเมตรระหว่างเติม ก่อนสั่งซื้อ ให้ตรวจเวลาปรับปรุงค่าและช่วงตั้งค่าหน่วงจากหน้าผลิตภัณฑ์ฉบับปัจจุบัน

แปลงอัตราไหลเชิงปริมาตรเป็นอัตราระดับเพิ่ม

ตัวอย่างคำนวณจากค่าหน้างานที่สมมติเพื่ออธิบาย ไม่ใช่ข้อมูลวัดจริงในภาคสนาม ภาชนะสูง H = 1.5 m มีพื้นที่ผิวอิสระ A = 0.80 m² เติมแบตช์ 400 L ใน 40 s จึงมีอัตราไหล Q = 0.400 m³ / 40 s = 0.010 m³/s หรือ 10 L/s หารด้วยพื้นที่จะได้อัตราระดับเพิ่ม v = Q / A = 0.010 / 0.80 = 0.0125 m/s หรือ 12.5 mm/s ระหว่างเติม 40 s ระดับเพิ่ม 0.500 m หรือหนึ่งในสามของความสูงภาชนะ

เงื่อนไขจำกัดคือ A ต้องเป็นพื้นที่ผิวอิสระที่ระดับใช้งาน ไม่ใช่พื้นที่หน้าตัดเชิงเรขาคณิตของถังว่าง: คอยล์ภายใน เพลามิกเซอร์ หรือแผ่นกั้นลดพื้นที่สุทธิและเพิ่มอัตราระดับขึ้น หากภาชนะเป็นทรงกรวยหรือวางแนวนอน A จะเปลี่ยนตามระดับ จึงต้องคำนวณที่จุดซึ่งระดับเพิ่มเร็วที่สุดในแบตช์ การใช้อัตราระดับเพิ่มจากความสูงที่ไม่ถูกต้องจะประเมินความเร็วปรับปรุงค่าที่จำเป็นของเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็กต่ำเกินไป

ตรวจการหน่วงเทียบกับค่าคลาดเคลื่อนที่แบตช์ยอมให้

การหน่วงเป็นตัวกรองอันดับหนึ่งที่มีค่าคงตัวเวลา τ เมื่อระดับเพิ่มสม่ำเสมอและการเปลี่ยนผ่านเข้าสู่สภาวะคงตัวแล้ว ค่าที่แสดงจะตามหลังระดับจริงประมาณ τ*v หากแบตช์ยอมให้คลาดเคลื่อน 10 mm ค่าคงตัวเวลาสูงสุดที่ใช้ได้คือ τ ≤ 0.010 m / 0.0125 m/s = 0.8 s ค่าเริ่มต้น τ = 2 s ทำให้ตามหลัง 2 * 12.5 mm/s = 25 mm หรือ 5.0 % ของระดับเพิ่ม 0.500 m และเทียบเท่าของเหลวเพิ่ม 20 L บนพื้นที่ 0.80 m² การสั่งหยุดเติมโดยอิงระดับที่แสดงจึงมาช้า

ค่าเหล่านี้คำนวณสำหรับภาชนะที่สมมติ ไม่ใช่ข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ ให้ยืนยันช่วงตั้งค่าหน่วง เวลาปรับปรุงค่า และการตอบสนองเอาต์พุต 4-20 mA จากเอกสารข้อมูลฉบับปัจจุบัน และตรวจสอบค่าตั้งสุดท้ายด้วยการเติมจริงแทนทางลาดจำลอง

ไม่ควรใช้การหน่วงมากกับเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็ก เมื่อแบตช์กินเวลาเพียงไม่กี่เท่าของค่าคงตัวเวลา สำหรับแบตช์ 40 s นี้ ค่าคงตัวเวลาตั้งแต่ 1 s ขึ้นไปก็ช้าเกินไปแล้ว ในสภาวะนั้นค่าที่อ่านจะตามระดับไม่ทันก่อนวาล์วเข้าปิด ความเสถียรที่เห็นจึงเป็นผลของตัวกรอง ให้ลด τ ก่อน แล้วจึงพิจารณาความปั่นป่วนผิวหรืออุปกรณ์ทำให้ผิวนิ่ง

คำนวณสัดส่วนเขตอับต่อสแปน

ในสแปนสั้น เขตอับใกล้เสาอากาศกินสัดส่วนการวัดมาก ให้รวมกับชั้นโฟมและพื้นที่ยกเว้นก้นถังเป็นค่าเดียว: f = (d_block + d_foam + d_bottom) / H สำหรับภาชนะสมมตินี้ d_block = 0.30 m สะท้อนคอท่อยื่น 0.20 m บนถังนี้ เสาอากาศเลนส์ 80 GHz แบบเสมอผิวจะใกล้ 0.10 m แต่ต้องยืนยันจากเอกสารข้อมูลฉบับปัจจุบัน เมื่อ d_foam = 0.10 m และ d_bottom = 0.05 m ผลรวมคือ 0.45 m และ f = 0.45 / 1.5 = 0.30 หรือ 30 % สแปนที่ใช้ได้คือ 1.05 m หากระยะอับวัดเป็น 0.10 m ผลรวมเขตอับจะลดเหลือ 0.25 m สัดส่วนลดเป็น 17 % และสแปนที่ใช้ได้เพิ่มเป็น 1.25 m

กำหนดเกณฑ์ยอมรับก่อนเลือกเสาอากาศ หากเป้าหมาย f ≤ 0.25 เขตอับรวมต้อง ≤ 0.375 m เมื่อใช้ระยะเผื่อโฟมและก้นถังเท่าเดิม ระยะอับวัดต้อง ≤ 0.225 m คอท่อที่เพิ่มระยะตำแหน่งเสาอากาศ 0.20 m อาจทำให้ไม่ผ่าน แม้เครื่องส่งสัญญาณไม่เปลี่ยน ทางเลือกคือคอท่อสั้นลง เสาอากาศติดตั้งเสมอผิวที่มีระยะอับวัดเล็กลง หรือยกตำแหน่งติดตั้งให้หน้าเซนเซอร์ห่างจากระดับสูงสุดเพียงพอ คำนวณ f ใหม่หลังเปลี่ยนอะแดปเตอร์หรือฉนวน และยืนยันระยะเผื่อโฟมจากแบตช์จริง

เผื่อโฟม การควบแน่น และการเดือด

สภาวะแบตช์เปลี่ยนสแปนที่ใช้ได้โดยไม่ขึ้นกับอัตราเติม สุญญากาศลดจุดเดือด ดังนั้นของเหลวที่สงบที่ความดันบรรยากาศอาจขยายเป็นโฟมและหยดเมื่อดูดภาชนะเป็นสุญญากาศ คอลัมน์ของเหลว 1 m อาจกลายเป็นชั้นที่มีฟองอากาศสูงกว่ามาก การกวนทำให้ผิวเคลื่อน และไม่ควรใช้โพรบคลื่นนำทางในจุดที่มิกเซอร์อาจชนหรือดัดโพรบ เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าแบบอัลคาไลน์ทำงานที่ 80 °C ถึง 100 °C อุณหภูมินี้เป็นตัวกำหนดข้อกำหนดซีลและตัวเรือนแยกจากอัตราเติม การควบแน่นและตกผลึกบนเสาอากาศเป็นความขัดข้องอีกแบบ: สารเช่นเบนซีนตกผลึกต่ำกว่าประมาณ 6 °C และไอที่ควบแน่นบนคอท่อเย็นอาจเคลือบเสาอากาศจนสัญญาณสะท้อนอ่อนลง

ควรระบุผลเหล่านี้ตามแต่ละช่วงของรอบแบตช์ แทนการจัดการด้วยค่าตั้งทั่วไปค่าเดียว หากโฟมคงอยู่ ให้ระบุผิวที่ต้องการวัด และจัดท่อสงบหากจำเป็น หากสารควบแน่นหรือตกผลึก ให้ยืนยันว่าเสาอากาศ ซีล และอุปกรณ์ให้ความร้อนหรือเป่าล้างที่เสนอเหมาะกับอุณหภูมิคอท่อต่ำสุด บทความทางเทคนิคเรื่องการทดลองถังแบตช์อธิบายการแยกผลทดลองชั่วคราวออกจากการตรวจรับถาวร การวัดเรดาร์ไม่ได้รับผลจากอุณหภูมิอากาศและความชื้น แต่ได้รับผลจากชั้นของเหลวบนเสาอากาศ

บันทึกค่าตรวจรับขณะส่งมอบ

การตรวจสอบข้างต้นมีประโยชน์เมื่อจดไว้เท่านั้น ขณะส่งมอบ ให้บันทึกความสูงภาชนะและพื้นที่ผิวอิสระ ปริมาตรแบตช์สูงสุดและเวลาเติม อัตราระดับเพิ่มที่วัดจริง เวลาปรับปรุงค่าและค่าคงตัวเวลาหน่วงที่ตั้ง ระยะอับวัดเมื่อใช้คอท่อที่ติดตั้ง ระยะเผื่อโฟม สัดส่วนเขตอับที่คำนวณ และความสูงจุดตัดระดับสูงมาก จากนั้นเติมจริงหนึ่งครั้งด้วยค่าตั้งสุดท้าย แล้วบันทึกระดับที่แสดงเทียบอ้างอิงตอนเริ่ม กลางทาง และตัดจ่าย

• ยืนยันการสเกล 4-20 mA และจุดอ้างอิงหลังเปลี่ยนการหน่วงหรือช่วงวัด
• ตรวจว่าค่าที่อ่านกลับสู่การทำงานถูกต้องหลังไฟฟ้าขัดข้อง
• จำลองค่าค้างที่ไม่ปรับปรุง แล้วตรวจว่ามีการแจ้งสถานะแทนการค้างไว้เป็นระดับที่ใช้ได้
• เก็บบันทึกการตั้งค่าเพื่อให้อุปกรณ์ทดแทนตั้งได้โดยไม่ต้องเดา

การตรวจรับเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็กพิจารณาจากการตอบสนองและสแปนที่ใช้ได้ ไม่ใช่ตัวเลขความแม่นยำสภาวะนิ่ง

คำถามที่พบบ่อย

Q1. อะไรเป็นตัวกำหนดการตอบสนองที่จำเป็นของเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็ก?

อัตราเติมสูงสุดหารด้วยพื้นที่ผิวอิสระ ในภาชนะตัวอย่างสูง 1.5 m การเติม 400 L ใน 40 s ให้อัตรา 12.5 mm/s ดังนั้นค่าคลาดเคลื่อนการติดตาม 10 mm ต้องใช้ทั้งช่วงปรับปรุงค่าและค่าคงตัวเวลาหน่วงไม่เกิน 0.8 s ความแม่นยำสภาวะนิ่ง เช่น ±2 mm ไม่ได้บอกพฤติกรรมขณะระดับเพิ่ม

Q2. เหตุใดค่าที่นิ่งบางครั้งจึงซ่อนระดับที่กำลังเพิ่ม?

เพราะการหน่วงกรองเอาต์พุต เมื่อค่าคงตัวเวลา 2 s และระดับเพิ่ม 12.5 mm/s ระดับที่แสดงจะตามหลัง 25 mm หรือ 5 % ของการเพิ่ม 0.500 m ในแบตช์ สัญญาณดูสงบขณะถังยังเติมอยู่ การตัดจ่ายที่อิงค่านั้นจึงช้า ให้ลดค่าคงตัวเวลาหน่วงก่อน

Q3. ภาชนะสูง 1.5 m ยอมให้สัดส่วนเขตอับเท่าใด?

กำหนดจากแบตช์ แต่ 25 % เป็นเพดานที่ใช้งานได้จริง ในตัวอย่าง ระยะอับวัด 0.30 m โฟม 0.10 m และระยะเผื่อก้นถัง 0.05 m รวม 0.45 m หรือ 30 % ของสแปน จึงไม่ผ่าน หากต้องการ 25 % ระยะอับวัดต้องลดเหลือไม่เกิน 0.225 m

Q4. โฟมลดความแม่นยำการวัดระยะหรือไม่?

โดยทั่วไปไม่ได้ลดความแม่นยำ แต่ลดสแปนที่ใช้ได้ โฟมคงอยู่หนา 0.10 m ต้องรวมในระยะเผื่อเขตอับ และชั้นที่หนาหรือยุบตัวอาจทำให้แหล่งสะท้อนสลับระหว่างผิวโฟมกับของเหลวข้างใต้ กำหนดว่าต้องการผิวใดสำหรับแบตช์ แล้วตรวจยืนยันระยะเผื่อด้วยการเติมจริง

Q5. ควรใช้โพรบคลื่นนำทางในภาชนะแบตช์ที่มีการกวนหรือไม่?

ไม่ควร หากมิกเซอร์อาจชนหรือดัดโพรบ งานกวนมักต้องใช้เสาอากาศฮอร์นหรือเลนส์แบบไม่สัมผัส พร้อมจัดการสัญญาณสะท้อนเทียมจากใบกวน ต้องใส่ใจการเดือดในสุญญากาศและการควบแน่นด้วย โดยยืนยันเสาอากาศ ซีล และระบบให้ความร้อนหรือเป่าล้างกับอุณหภูมิคอท่อต่ำสุด

Q6. บันทึกส่งมอบควรมีอะไร?

รูปทรงภาชนะ ปริมาตรแบตช์สูงสุดและเวลาเติม อัตราระดับเพิ่มที่วัดจริง เวลาปรับปรุงค่าและค่าคงตัวเวลาหน่วงที่ตั้ง ระยะอับวัดพร้อมคอท่อติดตั้ง ระยะเผื่อโฟม สัดส่วนเขตอับ และความสูงจุดตัด เพิ่มการเติมจริงพร้อมค่าอ้างอิงตอนเริ่ม กลางทาง และตัดจ่าย รวมถึงตรวจการสเกล 4-20 mA

สรุป

เครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์สำหรับถังแบตช์ขนาดเล็กต้องเลือกจากเวลาและสแปนที่ใช้ได้: ในภาชนะตัวอย่างสูง 1.5 m ระดับเพิ่ม 12.5 mm/s ต้องใช้ช่วงปรับปรุงค่าไม่เกิน 0.8 s เพื่อจำกัดความคลาดเคลื่อนให้อยู่ภายใน 10 mm ค่าคงตัวเวลาหน่วง 2 s ซ่อนระดับจริง 25 mm และเขตอับ 0.45 m กินสแปน 30 % ขั้นตอนถัดไปคือคำนวณสัดส่วนเขตอับจากคอท่อที่ติดตั้งและโฟมที่วัด แล้วเติมจริงหนึ่งครั้งด้วยค่าตั้งสุดท้าย