Өнеркәсіптің көптеген салаларында технологиялық орта ретінде сұйық және сусымалы материалдар қолданылады. Өнімдерді желілік өндіру режимдерінде, әсіресе автоматты басқарумен жұмыс материалдарының параметрлерін тұрақты бақылау қажет. Мұндай бақылаудың ең кең тараған құралы деңгейді өлшеу болып табылады, оның барысында сол немесе басқа сыйымдылықты жабдықты толтыру дәрежесі бақыланады.
Технологияны енгізу
Бұл жағдайда деңгей деп технологиялық қондырғыны (цистерна, резервуар, резервуар, поршень) жұмыс ортасымен толтыру биіктігі түсініледі. Бұл құндылықты білудің өзі өндіріс процесін басқару және бақылау үшін қажет. Атап айтқанда, мұндай өлшемдер химия, мұнай өңдеу және тамақ өнеркәсібінде қажетті операция болып табылады. Тазартылған майды жинауға арналған резервуардың толтыру деңгейін біле отырып, оператор сорғы сорғының жұмысы үшін оңтайлы параметрлерді орната алады.станциялар. Және тағы да, көптеген салалар автоматтандыру бойынша жұмыс істейді, сондықтан шығыс деректерін басқарушы аппараттың толтыру деңгейі туралы алынған ақпаратты ескере отырып, оператордың қатысуынсыз да атқарушы бөлімшелерге командалар беретін контроллерлер өңдей алады.. Нақты технологиялық операцияға және есепке алу талаптарына байланысты деңгейдің әртүрлі өлшем бірліктері өзгеруі мүмкін - мысалы, өлшеу диапазоны 0,5-тен 20 м-ге дейін кең әдістер, сондай-ақ мамандандырылған зертханалық бақылау схемалары бар. 0-ден 500 мм-ге дейін. Тікелей өлшеу физикалық, электромагниттік және ультрадыбыстық құрылғылар арқылы жүзеге асырылады, олардың кейбіреулері ортаның қасиеттерін – химиялық құрамын, қысымын, температурасын және т.б. жазады.
Көрнекі басқару элементтері
Мәселені шешудің ең қарапайым жолы, онда стандартты өлшеу құралын пайдалану жеткілікті. Рулеткалар, сызғыштар, көзілдірік және басқа құрылғылар пайдаланылады, олар негізінен нақты өндірістік ортаның берілген жағдайында пайдалануға болады. Бұл түрдегі деңгейді өлшеудің ең технологиялық құралы қашықтан немесе айналма индикатор болып табылады. Ол резервуардың бүйірінде бұрандалы, фланецті немесе дәнекерленген қосылыстар арқылы орнатылады. Көрсеткіш процесі мақсатты резервуардағы сұйықтық деңгейі көтерілген сайын толтырылатын мөлдір түтік арқылы қамтамасыз етіледі. Неғұрлым заманауи айналма жолдарда магниті бар цилиндрлік қалтқылар қолданыладыиндикация жүйесі. Бірақ мұндай дизайнның өзі басқару электроникасы мен автоматика жабдығымен араласудың коммуникациялық мүмкіндіктеріндегі елеулі шектеулерге байланысты ескірген болып саналады.
Қалқымалы өлшеу әдісі
Сондай-ақ сұйық ортаны толтыру деңгейін басқарудың қарапайым дәстүрлі әдістерінің бірі. Ол қызмет көрсетілетін сұйықтықтың бетінде қалтқы орнын бекітуге негізделген. Басқару әртүрлі принциптер бойынша жүзеге асырылады - механикалық, магниттік және магнитостриктивтік. Қозғалыс процесінде қалтқы мен оны басқаратын элемент арасындағы байланыстың сипаты өзгереді, мысалы, қатты бекітілген рычаг. Бекіту бұрышы қалтқы көтерілген кезде өзгереді, ол өлшеу жүйесімен бекітіледі. Әдетте деңгейді өлшеудің бұл түрі бірдей бұрышты электрлік сигналға түрлендіру процесінде орын алады. Көбінесе біз нақты көрсеткіштерді ескеру туралы емес, белгілі бір мәнге жеткен сәтті тіркеу туралы айтып отырмыз. Басқаша айтқанда, қалтқы орнатылған биіктік деңгейіне жеткенде деңгей қосқышы іске қосылады. Ең қарапайым тізбектерде контактілер жабылады, бұл белгілі бір технологиялық әрекеттерге әкеледі - мысалы, сұйықтық сорғысының қызметі тоқтайды.
Сұйықтықтардың гидростатикалық өлшемдері
Бұл деңгейді өлшеу жүйесіндегі негізгі өлшем факторы гидростатикалық қысым болып табылады. Яғни, сәйкес сипаттамалары бар манометр және су астындағы қысым сенсоры қолданылады. Сонымен қатар, бақылаудың маңызды шарты болып табыладысенсорды жұмыс ортасынан бір жағынан арнайы мембранамен бөлу, ал екінші жағынан толтырғыштан капиллярлық қоректендіру арқылы атмосфералық қысымды қамтамасыз ету керек. Деңгейдің осы түрімен өлшеу процесінде артық қысым бақыланады, оның индикаторы бірыңғай сигналдың генерациясының сипаттамаларына әсер етеді. Сондай-ақ түрлендіргіші бар электрлік құрылғы манометрге қосылған, ол басқарылатын ортада орын алған белгілі бір өзгерістер туралы хабарлауға жауапты. Гидростатикалық қысымды өлшеудің бұл әдісіне балама ретінде резервуарды толтыратын сұйықтық жағынан капиллярлық түтіктің аналогына айдалатын газдың қысымын бақылауға болады. Гидростатикалық манометрдің бұл үлгісі пьезометриялық деп аталады.
Радар деңгейінің өлшегіштері
Кейбір салаларда технологиялық тасымалдағыштармен толтыру биіктік деңгейлерін өлшеу үшін әмбебап тәсіл қолданылады. Сұйықтармен, газдармен және сусымалы материалдармен жұмыс істеу үшін радиолокациялық жабдық оңтайлы сәйкес келеді, оның жұмысы жиілікпен модуляцияланған тербелістерді талдауға негізделген. Арнайы антенналардан қызмет көрсетілетін ортаға сөндірілмеген тербелістердің таралу және қайтарылу уақыты өлшенеді. Толқын жолақтары бірден ондаған ГГц-ке дейін өзгеруі мүмкін. Қабылдау-тарату антенналарының өздері басқа құрылғы мен радиациялық сипаттамаларға ие болуы мүмкін. Химия өнеркәсібіндегі сұйықтықтардың деңгейін өлшеу үшін, мысалы, штангалы антенналар қолданылады.биіктігін өлшеу диапазоны 20 м-ге дейін. Дәлдігі бойынша бақылауы жоғары талаптары бар тасымалдағыштар үшін параболалық және жазық құрылғылар қолданылады. Әдетте бұл 1 мм-ге дейінгі өлшемдерді бекіту маңызды болатын техникалық есепке алу саласы.
Радиизотоптық әдістерді пайдалану
Деңгей өлшегіштердің бұл түрінің негізгі мамандануы жабық резервуарлардағы сусымалы материалдар мен сұйық орталарды бақылау болып табылады. Радиоизотоптық аппараттың жұмыс істеу принципі мақсатты орта қабаты арқылы өтетін гамма-сәулелерді жұтуға негізделген. Техникалық тұрғыдан өлшеу процесі сәулелену көзі мен қабылдағыштың көмегімен ұйымдастырылады. Екі құрылғы ілулі немесе тіреуіш құрылымға орнатылған және ағымдағы толтыру деңгейіне байланысты биіктіктегі орнын өзгертетін реверсивті электр қозғалтқышымен басқарылады. Егер жұмыс ортасының деңгейін өлшеу жүйесі оның бетінен жоғары болса, онда оның жолында ешқандай кедергі жоқ болғандықтан, қабылдау сигналының сәулеленуі күшті болады. Сондықтан контроллерден электр қозғалтқышына жабдықты түсіру сигналы беріледі. Өлшеу құрылғысының орны толқын пішіндерін үздіксіз беру және өңдеу арқылы резервуардағы сигналды басқарады.
Ультрадыбыстық басқару әдістері
Бұл жағдайда жұмыс істеу принципі көп жағынан радиосигнал шығарылатын және өндірістік аймақтың толтыру дәрежесі өлшенетін ортадан оның шағылысу сипаттамаларымен белгіленетін радиожиілікті басқаруға ұқсас.контейнерлер. Дегенмен, ультрадыбыстық әдіс толтыру деңгейін өлшеу үшін арнайы акустикалық құралдарды пайдаланады. Яғни, дыбыс толқындары таралады, ал жабдықтың жұмыс істеуі орналасу принциптеріне ұқсас. Көрсеткіштер эмитенттен тасушыны бөлу сызығына және кері қабылдау құрылғысына дейінгі қашықтық ауытқуларының өту уақытына сәйкес бекітіледі. Интерфейстің орналасуы ауаның (газдың) және мақсатты жұмыс ортасының бүйірлерінен анықталады. Біріктірілген жоғары дәлдіктегі құрылғылар осылай жұмыс істейді, бірақ ультрадыбыстық деңгей өлшегіштер тобында тек газ-ауаны (толтырылмаған) немесе тек жұмыс ортасын мақсатты түрде басқара алатын құрылғылар бар.
Микротолқынды пеш әдістері
Радарлық электромагниттік басқару әдістері мен принциптерін біріктіретін ең танымал контактісіз өлшеу технологияларының бірі. Бұл сыныптың ең перспективалы әдісін бағытталған электромагниттік өлшеу деп атауға болады, онда сигналдың шағылысу коэффициенті әртүрлі қажетсіз қоспалар мен тұнба бөлшектерін айналып өтіп, резервуардың түбіне енетін микротолқынды импульстар негізінде анықталады. Қайтарылған сигнал немесе оның бір бөлігі толықтық пен жылдамдық сипаттамалары үшін өлшенеді. Оның өту уақытын ескере отырып, толықтық дәрежесі анықталады. Жұмыс ортасының деңгейін өлшеудің микротолқынды әдістері түйіршікті және ұнтақ материалдардың толтырылуын бақылаудың технологиялық тапсырмаларында кеңінен қолданылады. Мұндай салаларда зондтар қолданыладыкабельдерде бір суспензиямен, ал сұйықтықтарға қатысты қос және штангалық тірек құрылымдары қолданылады. Тұтастай алғанда, қатты денелермен жұмыс істеу кезінде құрал-саймандарды оңтайландыру өлшеу процестерін ұйымдастырудағы техникалық шектеулерге байланысты физикалық және механикалық қасиеттердің себептеріне байланысты өзін ақтайды.
Қорытынды
Соңғы жылдары технологиялық орталарды бақылауға арналған деңгей өлшегіштерін әзірлеу технологиялары осындай өлшемдердің принциптерін өзгерткен бірнеше принципті маңызды даму кезеңдерін бастан өткерді. Олардың ең маңыздыларының ішінде жанаспайтын өлшеу әдістеріне көшу және агрессивті сұйықтықтармен жұмыс істеу кезінде мүмкіндіктерді кеңейту. Бүгінгі күні дәл осындай байланыссыз радиожиілік немесе электромагниттік әдіс шикі мұнайды, қышқылды, балқытылған күкіртті және сұйық аммиакты дәл бақылауды қамтамасыз ете алады.
