Seviye Ölçüm Cihazlarının Türleri: İlkeler, Özellikler ve Seçim Rehberi

Seviye ölçümü, kimyasal işleme, su arıtma, gıda ve içecek üretimi, farmasötik ürünler, tarımsal su yönetimi, maden işleme, depolama sistemleri ve endüstriyel otomasyon alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulanan ortam, tank yapısı, sıcaklık, basınç ve kurulum koşullarına bağlı olarak farklı ölçüm teknolojileri gereklidir.

Sık kullanılan teknolojilere hidrostatik, ultrasonik, yüzen, radar, RF girişim ve kapasitif seviye ölçümü örnek verilebilir. Her uygulamaya uygun tek bir teknoloji bulunmamaktadır; bu nedenle seçim sürecinde işlem koşulları, ölçüm aralığı, kurulum gereksinimleri, sinyal çıkışı ve bakım gereksinimleri dikkate alınmalıdır.

1. Hidrostatik Seviye Ölçümü

Hidrostatik seviye ölçümü, sıvı sütunundan üretilen basınç üzerinden sıvı seviyesini belirler.Sıvının yoğunluğu nispeten sabit kalındığında, sıvının yüksekliğinin artması, hidrostatik basınçta buna karşılık gelen bir artışa neden olur.

Basit Ölçüm İlkesi

: Sürekli sıvı seviyesi ölçümü için uygundur.

Tipik Uygulamalar:

Su tankları, su depolama tesisleri, kuyular ve endüstriyel depolama sistemleri.

Proses Stabilitesi:

Köpük, buhar ve yüzey turbülitesi, basınç ölçümüne doğrudan etki etmez.

Sistem Entegrasyonu:

Endüstriyel modeller 4-20mA veya RS485 çıkışları sunabilir.

İdrokstatik ölçüm, sıvının yoğunluğundan etkilenir. Eğer yoğunluk, sıcaklık, konsantrasyon veya süreç bileşimi nedeniyle önemli ölçüde değişirse, Hesaplanan seviye de kayabilir. Baskı altında kullanılan kapalı tanklar için gaz fazı basıncı kompensasyonu ya da diferansiyel basınç ölçümü gerekebilir.

– 2. Ultrasonik Seviye Ölçümü

Ultrasonik seviye transmitterleri genellikle temaslı olmayan cihazlardır. Senzor, sıvı veya katı yüzeye doğru bir ultrasonik impuls yayar ve yansıtılan sinyalin yolculuk süresini ölçer. Ölçülen mesafe, kurulum referans yüksekliğine göre seviye olarak dönüştürülür.

İletişimsiz Ölçüm

Sensör, normal koşullarda işlem ortamıyla doğrudan temas etmez.

Sıvı ve Bazı Katı Malzemeler İçin Uygulamalar

Tanklar, havuzlar, atık su sistemleri, açık kanallar ve seçili kütleli katı malzemeler için uygundur.

Nispeten basit kurulum

Stabil hava koşulları bulunan atmosferik basınçlı uygulamalar için idealdir.

Otomasyon Entegrasyonu

PLC'lere, RTU'lara, veri kaydedicilerine ve uzaktan izleme sistemlerine bağlanabilir.

Süreçin üstündeki gaz alanından ultrasonik sinyallerin geçmesi nedeniyle, Temperatuvar değişimler, buhar, köpük, güçlü hava akımı, toz, yüzey turbülasyonu ve iç engeller ölçüm kararlılığına etki edebilir.

3. Yüzey Seviyesi Ölçümü

Yüzey seviye ölçü cihazları, sıvı seviyesindeki değişiklikleri takip etmek için yüzenlik prensibini kullanır. Sıvı yükseldiğinde veya düşüldüğünde, yüzen parça buna göre hareket eder ve konumu manyetik bağlantı yoluyla bir seviye sinyali olarak dönüştürülür. mekanik bağlantı, reed anahtarları veya diğer algılama yöntemleri.

Doğrudan Mekanik İlke

Geleneksel sıvı seviye uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.

Dielektrik sabitinden bağımsızdır.

Birçok standart sıvı için uygundur.

Noktasal veya sürekli ölçüm imkanı sunar.

Seviye anahtarları veya sürekli seviye gösterimi için kullanılabilir.

Yüklenme parçasının ortamla doğrudan temas etmesi nedeniyle, viskozite, korozyon ve katı partiküller gibi faktörler dikkate alınmalıdır. Kristalizasyon, depozitler ve mevcut hareket alanı dikkate alınmalıdır. Yüksek viskoziteli veya kirlenme yapıcı ortamlar, yüzen nesnenin hareketini sınırlayabilir.

– 4. radar seviye ölçümü;

– Radar seviye transmitterler, temaslı olmayan seviye ölçümü için yüksek frekanslı elektromanyetik dalgaları kullanır. Antena, işlem yüzeyine doğru bir radar sinyali yayar ve yansanan sinyal, sıvı veya katı fazdaki gerçek seviyenin hesaplanması için analiz edilir.

- İletişimsiz Ölçüm

Sıvı ve kütleli katı maddeler için uygundur.

Daha zorlu koşullar için uygundur.

Genellikle ultrasonik ölçümün sıcaklık, basınç ve buhar değişimlerine kıyasla daha az duyarlıdır.

Mekanik hareketli parçaları yoktur.

Uzun vadeli sürekli ölçüm için uygundur.

Geniş uygulama alanına sahiptir.

Tanklar, silolar, su arıtma sistemleri, kimyasal süreçler ve maden uygulamalarında kullanılır.

Radar yansıması hâlâ dielektrik sabiti ve kurulum konumu tarafından etkilenir. Tank geometrisi ve istenmeyen yankılar. Düşük dielektrik özelliklere sahip ortamlar veya karmaşık kaplar, radar frekansının, anten tasarımının ve kurulum konumunun dikkatli seçilmesini gerektirebilir.

5. RF Admittans Seviyesi Ölçümü

RF admittance seviyesi cihazları, bir prob ile kap arasındaki elektriksel özelliklerdeki değişiklikleri tespit eder. Genellikle bir temas sondası kullanır ve sıvılar, slurry'ler, tozlar ve granül malzemelere uygulanabilir.

Çoklu Ortam Türleri

Sıvılar, slurry'ler, tozlar ve granüller için uygundur.

Nokta Seviyesi Algılama

Yüksek ve düşük seviye alarmlar için sıkça kullanılır.

: Bazı kaplama ortamları için uygulanabilir.

: Uygun tasarımla belirli kaplama veya birikim koşullarına dayanabilir.

: RF girişim ölçümü, ortamın elektriksel özelliklerinden etkilenebilir. İzleme kaplaması ve kurulum geometrisi. Büyük dielektrik değişimlere veya şiddetli yük birikimine sahip uygulamalar, gerçek süreç koşulları altında kalibre edilmeli ve doğrulanmalıdır.

6. Kapasitif Seviye Ölçümü

Kapasitif seviye cihazları, malzemenin prob ile referans elektrot arasındaki algılama alanına girdiğinde kapasitansdaki değişiklikleri ölçer. Proses ortamının dielektrik sabiti, kapasitans yanıtına doğrudan etki eder.

Sıvılar ve Seçilmiş Katılar

Çeşitli sıvılar, tozlar ve granüli malzemeler için uygundur.

Kompakt yapı

Sınırlı alana sahip küçük kaplar ve tesisler için uygundur.

Sürekli veya nokta ölçümü

Sürekli seviye veya nokta seviye tespiti için ayarlanabilir.

Kapasitif ölçüm, dielektrik sabiti ve ürün bileşimi açısından duyarlıdır. Probe birikimi, nem ve kurulum geometrisi. Ortam özelliklerindeki önemli değişiklikler, yeniden kalibrasyon gerektirebilir.

7.Genel Seviye Ölçüm Teknolojileri Karşılaştırması

8. Seviye Ölçüm Teknolojisinin Seçimi

Su Tankları, Rezervuarlar ve Su Kuyuları

Montaj ve işlem koşullarına göre hidrostatik, ultrasonik veya radar ölçüm yöntemlerinden biri seçilebilir.

Atık Su ve Çıkarma Su Sistemleri

Kumaş, çamur, paslanma ve yüzen malzemeler dikkate alınmalıdır. Daha zor koşullarda radarın değerlendirilmesi mümkündür.

Endüstriyel Depolama Tankları

Normal atmosfer koşullarında tanklar için ultrasonik, radar veya hidrostatik ölçüm yöntemleri kullanılabilir; ancak daha yüksek sıcaklık veya daha yüksek basınçlu süreçler için radar, yönlendirilmiş dalgalı radar veya diferansiyel basınç ölçümü gerekebilir.

Toplu Katı Malzeme Siloları

Toz, ölçüm aralığı ve malzeme özelliklerine göre radar, ultrasonik, RF girişim veya kapasitif seviye algılama yöntemlerinden biri seçilebilir.

Küçük Kaplıklar ve Nokta Seviye Algılama:

Yüzey anahtarları, kapasitif anahtarlar veya RF girişim seviye anahtarları uygun olabilir.

9.Seviye Cihazı Seçimi İçin Gereken Bilgiler

Sık Sorulan Sorular;

S1: Standart su seviyesi ölçümü için hangi seviye teknolojisi uygundur?

A1: Hidrostatik, ultrasonik ve radar cihazları kullanılabilir. Son seçim, ölçüm aralığı, kurulum ve işlem koşullarına bağlıdır.

Q2: Ultrasonik ve radar seviye ölçümü arasındaki temel fark nedir?

A2: Ultrasonik cihazlar ses dalgalarını, radar cihazları ise elektromanyetik dalgaları kullanır. Radar, genellikle sıcaklık, basınç ve buhar değişimlerine karşı daha az duyarlıdır.

Q3: Hidrostatik seviye ölçümü, sıvının yoğunluğundan etkilenir mi?

A3: Evet. Hidrostatik seviye, sıvı sütun basıncından hesaplanır; bu nedenle yoğunlukta önemli değişiklikler, hesaplanan seviyeyi etkileyebilir.

S4: Radar seviye cihazları kütleli katı maddeleri ölçebilir mi?

A4: Evet. Radar seviye cihazları, tanklar ve silolarda hem sıvılar hem de kütleli katı maddeler için yaygın olarak kullanılır.

S5: Kapasitif seviye ölçümü için dielektrik sabiti neden önemlidir?

A5: Kapasitif ölçüm, işlem ortamının neden olduğu kapasitans değişimlerine bağlıdır; bu nedenle dielektrik sabiti, ölçüm yanıtına doğrudan etki eder.

Q6: Köpük varken hangi teknolojiye dikkat edilmelidir?

A6: Seçim, köpük kalınlığına ve işlem koşullarına bağlıdır. Kalın köpük, ultrasonik eko'ları zayıflatabilir; bu nedenle radar veya temas ölçümü yöntemlerinin değerlendirilmesi gerekebilir.

Q7: Tüm seviye ölçüm cihazları bir PLC'ye bağlanabilir mi?

A7: Bu, çıkış konfigürasyonuna bağlıdır. 4-20mA, RS485 Modbus veya relay çıkışlarına sahip cihazlar genellikle PLC'ler, RTU'lar veya veri toplama sistemleriyle entegre edilebilir.

– Sonuç

Hidrostatik, ultrasonik, yüzen, radar, RF kabul kabiliyeti ve kapasitif seviye ölçüm cihazları farklı ölçüm prensiplerine dayanır ve farklı süreç koşulları için uygundur. İdrostatik ölçüm, nispeten kararlı yoğunluğa sahip sıvılar için uygundur; Ultrasonik ölçüm, birçok temasız sıvı ve seçili katı uygulamalar için faydalıdır; Yüzey sensörleri, sıvı maddeler için doğrudan mekanik bir çözüm sunar; Radar, daha zorlu tank ve silo koşulları için uygundur; RF girişim veya kapasitif teknolojiler, belirli kontak ölçümleri ve nokta düzeyinde tespit için yaygın olarak kullanılır.

Doğru seçim, işlem ortamı, ölçüm aralığı, sıcaklık, basınç, köpük, buhar, toz, kurulum koşulları, çıkış sinyali ve sistem entegrasyonu gereksinimlerini dikkate almalıdır. METRAVON seviye ölçüm ürünleri, sıvı tankları, su arıtma sistemleri, endüstriyel süreçler ve kütleli katı uygulamalar için PLC'ler, RTU'lar, SCADA sistemleri ve endüstriyel IoT platformlarıyla entegre edilebilir.