Какой уровнемер выбрать?
Данная статья фокусируется на том, как инженер должен выбирать уровнемер и почему может предпочесть одно устройство другому. Для начала важно отметить, что ни один принцип измерения не может быть идеальным выбором для любой ситуации. Каждая технология может отлично работать в одном случае и совершенно не подойти для другого применения. Кроме того, производители измерителей уровня постоянно работают над улучшением своего оборудования и устранением недостатков. Таким образом у того или иного производителя вполне может быть оборудование, преодолевшее недостатки, свойственные оборудованию конкурентов.
C чего начать?
Для того, чтобы подобрать правильный принцип измерения уровня, нужно получить точные ответы на следующие вопросы:
1. Как работает данный тип уровнемера? Будет ли данный принцип измерения работать в конкретном случае?
2. В каких условиях будет работать устройство?
Есть вполне понятные условия, такие как температура, давление и содержимое резервуара, но, есть и менее очевидные, такие как:
· Минимальные и максимальные температура и давление при которых будет работать уровнемер и как они меняются в течение времени?
· Требуются ли специальные условия по стерильности или специальные процедуры очистки с применением химических реактивов, которые могут повлиять на устройство?
· Присутствуют ли при измерении: пенообразование, пыль, капельная взвесь, дым, испарения?
· Может ли происходить излишняя вибрация резервуара, например, при перемешивании?
· Какое вещество хранится в резервуаре и изменяются ли в процессе хранения его характеристики: плотность, вязкость, диэлектрическая проницаемость?
· Свойственны ли содержимому резервуара налипание, осадки и т.д.?
· Необходимая точность измерений и повторяемость результатов измерений уровня?
· Может ли резервуар выводиться из эксплуатации для технического обслуживания?
· Есть ли способ независимой проверки калибровки?
3. Какие особенности резервуара?
Геометрия резервуара и расположение различных конструкций внутри него часто влияют на выбор устройства измерения уровня:
· Если это действующий резервуар, то имеются ли на нем отверстия для монтажа уровнемера, как они расположены, какого размера, на каком расстоянии расположены от стенок резервуара и внутренних конструкций.
· Если это новый резервуар, то определить позволяет ли конструкция и функциональное назначение емкости подготовить монтажные отверстия с необходимым расположением и размером для того, чтобы соответствовать техническим требованиям по монтажу конкретного уровнемера?
· Присутствуют ли в емкости конструкции, которые не позволяют установить вертикальный чувствительный элемент уровнемера или будут мешать измерениям??
· Где находятся входной и выходной коллекторы? Могут ли они повлиять на измерения уровня? Создавать волнения измеряемой среды на поверхности?
Без ответа на все эти вопросы, инженеру будет трудно сделать правильный выбор, так как именно эти ответы определяют уровнемеры какого принципа действия будут надежно работать и точно измерять уровень среды, а какие нет.
Давайте рассмотрим эти вопросы и увидим, как быстро они помогают исключить неподходящие варианты.
Принцип измерения уровнемеров:
· Емкостные преобразователи уровня – если электрическая проводимость невысокая или непостоянная, емкостные типы уровнемеров будут показывать неточные данные или показания будут отсутствовать.
· Ультразвуковые преобразователи уровня – если содержимое образует пену, пар или пыль, данные условия будут создавать помехи для прохождения ультразвукового сигнала, что приведет к некорректным измерениям или ошибке измерения.
· Радарные преобразователи уровня – если диэлектрическая проницаемость измеряемой среды слишком низкая, то сигнал будет поглощаться измеряемой средой и уровнемер работать не будет.
· Дифференциальные – если относительная плотность измеряемой среды в резервуаре меняется, то данные измерения будут иметь существенную погрешность без применения компенсации по плотности. Также, если измеряемая среда склонна к образованию засоров — это будет существенным препятствием к использованию данного типа измерения уровня.
Погрешность и повторяемость измерений
К примеру, если уровнемер используется в системах коммерческого учета сырья или продукции, тогда точность измерения должна быть максимальной. В большинстве других случаев, например при технологическом контроле уровня различных сред, погрешности 1-2%, которая обеспечивается практически всеми принципами измерения, является достаточной. Перед началом процесса выбора уровнемера необходимо определить, насколько точными должны быть измерения.
Техническое обслуживание преобразователя уровня
Возможность временно вывести устройство из использования сильно влияет на его выбор. Если на уровнемер негативно влияют налипания, осадки содержимого резервуаров, то его надо периодически изымать для дежурной очистки, обеспечивающей нормальное функционирование. Если в процессе эксплуатации демонтировать преобразователь уровня не предоставляется возможным, то нужно рассмотреть вариант с использованием другого принципа измерения.
Кроме этого, геометрия некоторых резервуаров (например, шаровых/сферических) не позволяют использовать радарные устройства. А наличие в резервуаре лопастей мешалки не позволит применить стержневой уровнемер, если только не может быть использована выносная камера. Отсутствие отверстий в нижней части резервуара не позволит использовать для измерения уровня дифференциальный принцип измерения.
Обзор принципов измерения уровня
Буйковые/поплавковые уровнемеры:
Поплавковые уровнемеры, как правило, требуют относительно незагрязненных условий применения, иначе устройство не сможет легко двигаться вверх и вниз. Буйковые уровнемеры менее требовательны к чистоте измеряемой среды, но оба принципа измерения зависят от плотности среды, так как и на поплавок и на буек действует выталкивающая сила измеряемой среды.
Дифференциальные уровнемеры мембранного типа:
Дифференциальные уровнемеры мембранного типа – очень распространенный тип преобразователей уровня на сегодняшний день. Их использование предполагает, что плотность измеряемой среды не меняется (а если меняется, то у уровнемера есть специальные компенсирующие средства). Множество факторов воздействуют на эффективность таких уровнемеров: вакуум, низкие или высокие температуры могут стать препятствием для корректной работы уровнемера и точного измерения уровня.
Дифференциальные уровнемеры трубчатого типа:
Дифференциальные уровнемеры, использующие трубки статического давления, также очень распространены. Основные проблемы – засор трубок, и также, зависимость устройства от плотности измеряемой среды в резервуаре и в статических линиях, а скопившийся конденсат в нижней части измерительных трубок или постоянное накопление газа в верхней части измерительных трубок могут существенно повлиять на нулевую точку преобразователя уровня.
Ультразвуковые уровнемеры:
Правильная работа ультразвуковых уровнемеров зависит от наличия испарений в резервуаре, которые зависят от изменения давления, температуры или состава измеряемой среды. Также нужно понимать, что, если уровень измеряемой среды в резервуаре поднимется слишком высоко, и приблизится к уровнемеру, его показатели могут моментально смениться с очень высоких до отсутствующих, ввиду наличия у уровнемера мертвых зон.
Радарные уровнемеры:
В отличие от ультразвуковых уровнемеров, на радарные уровнемеры, как правило, не влияет состав испарений, при условии, что нет серьезных перепадов давления или температуры. Радарным уровнемерам требуется минимальная диэлектрическая проницаемость вещества, уровень которого измеряется. При этом данные уровнемеры чувствительны к геометрии резервуара и могут испытывать сложности измерения уровня из-за наклонных стенок резервуара или излишнего волнения на поверхности.
Гидростатические уровнемеры:
Гидростатические уровнемеры – отличные устройства, поскольку на них не влияет химический состав. Однако, устройство измеряет вес, а не уровень вещества – поэтому, если плотность вещества изменится, изменятся и показания уровнемера. Не в каждую емкость можно поместить гидростатический уровнемер и его правильный монтаж – критический момент, требующий внимания.
Завершение
Совершенно очевидно, что ответы на вопросы выше окажут существенное влияние на выбор принципа измерения и типа преобразователя уровня. Правильный выбор устройства для измерения уровня полностью зависит от понимания особенностей использования, а также сильных и слабых сторон доступных принципов измерения уровня. Потратьте время на предварительные исследования, и это позволит Вам избежать многих проблем в процессе эксплуатации.
Данная статья фокусируется на том, как инженер должен выбирать уровнемер и почему может предпочесть одно устройство другому. Для начала важно отметить, что ни один принцип измерения не может быть идеальным выбором для любой ситуации. Каждая технология может отлично работать в одном случае и совершенно не подойти для другого применения. Кроме того, производители измерителей уровня постоянно работают над улучшением своего оборудования и устранением недостатков. Таким образом у того или иного производителя вполне может быть оборудование, преодолевшее недостатки, свойственные оборудованию конкурентов.
C чего начать?
Для того, чтобы подобрать правильный принцип измерения уровня, нужно получить точные ответы на следующие вопросы:
1. Как работает данный тип уровнемера? Будет ли данный принцип измерения работать в конкретном случае?
2. В каких условиях будет работать устройство?
Есть вполне понятные условия, такие как температура, давление и содержимое резервуара, но, есть и менее очевидные, такие как:
· Минимальные и максимальные температура и давление при которых будет работать уровнемер и как они меняются в течение времени?
· Требуются ли специальные условия по стерильности или специальные процедуры очистки с применением химических реактивов, которые могут повлиять на устройство?
· Присутствуют ли при измерении: пенообразование, пыль, капельная взвесь, дым, испарения?
· Может ли происходить излишняя вибрация резервуара, например, при перемешивании?
· Какое вещество хранится в резервуаре и изменяются ли в процессе хранения его характеристики: плотность, вязкость, диэлектрическая проницаемость?
· Свойственны ли содержимому резервуара налипание, осадки и т.д.?
· Необходимая точность измерений и повторяемость результатов измерений уровня?
· Может ли резервуар выводиться из эксплуатации для технического обслуживания?
· Есть ли способ независимой проверки калибровки?
3. Какие особенности резервуара?
Геометрия резервуара и расположение различных конструкций внутри него часто влияют на выбор устройства измерения уровня:
· Если это действующий резервуар, то имеются ли на нем отверстия для монтажа уровнемера, как они расположены, какого размера, на каком расстоянии расположены от стенок резервуара и внутренних конструкций.
· Если это новый резервуар, то определить позволяет ли конструкция и функциональное назначение емкости подготовить монтажные отверстия с необходимым расположением и размером для того, чтобы соответствовать техническим требованиям по монтажу конкретного уровнемера?
· Присутствуют ли в емкости конструкции, которые не позволяют установить вертикальный чувствительный элемент уровнемера или будут мешать измерениям??
· Где находятся входной и выходной коллекторы? Могут ли они повлиять на измерения уровня? Создавать волнения измеряемой среды на поверхности?
Без ответа на все эти вопросы, инженеру будет трудно сделать правильный выбор, так как именно эти ответы определяют уровнемеры какого принципа действия будут надежно работать и точно измерять уровень среды, а какие нет.
Давайте рассмотрим эти вопросы и увидим, как быстро они помогают исключить неподходящие варианты.
Принцип измерения уровнемеров:
· Емкостные преобразователи уровня – если электрическая проводимость невысокая или непостоянная, емкостные типы уровнемеров будут показывать неточные данные или показания будут отсутствовать.
· Ультразвуковые преобразователи уровня – если содержимое образует пену, пар или пыль, данные условия будут создавать помехи для прохождения ультразвукового сигнала, что приведет к некорректным измерениям или ошибке измерения.
· Радарные преобразователи уровня – если диэлектрическая проницаемость измеряемой среды слишком низкая, то сигнал будет поглощаться измеряемой средой и уровнемер работать не будет.
· Дифференциальные – если относительная плотность измеряемой среды в резервуаре меняется, то данные измерения будут иметь существенную погрешность без применения компенсации по плотности. Также, если измеряемая среда склонна к образованию засоров — это будет существенным препятствием к использованию данного типа измерения уровня.
Погрешность и повторяемость измерений
К примеру, если уровнемер используется в системах коммерческого учета сырья или продукции, тогда точность измерения должна быть максимальной. В большинстве других случаев, например при технологическом контроле уровня различных сред, погрешности 1-2%, которая обеспечивается практически всеми принципами измерения, является достаточной. Перед началом процесса выбора уровнемера необходимо определить, насколько точными должны быть измерения.
Техническое обслуживание преобразователя уровня
Возможность временно вывести устройство из использования сильно влияет на его выбор. Если на уровнемер негативно влияют налипания, осадки содержимого резервуаров, то его надо периодически изымать для дежурной очистки, обеспечивающей нормальное функционирование. Если в процессе эксплуатации демонтировать преобразователь уровня не предоставляется возможным, то нужно рассмотреть вариант с использованием другого принципа измерения.
Кроме этого, геометрия некоторых резервуаров (например, шаровых/сферических) не позволяют использовать радарные устройства. А наличие в резервуаре лопастей мешалки не позволит применить стержневой уровнемер, если только не может быть использована выносная камера. Отсутствие отверстий в нижней части резервуара не позволит использовать для измерения уровня дифференциальный принцип измерения.
Обзор принципов измерения уровня
Буйковые/поплавковые уровнемеры:
Поплавковые уровнемеры, как правило, требуют относительно незагрязненных условий применения, иначе устройство не сможет легко двигаться вверх и вниз. Буйковые уровнемеры менее требовательны к чистоте измеряемой среды, но оба принципа измерения зависят от плотности среды, так как и на поплавок и на буек действует выталкивающая сила измеряемой среды.
Дифференциальные уровнемеры мембранного типа:
Дифференциальные уровнемеры мембранного типа – очень распространенный тип преобразователей уровня на сегодняшний день. Их использование предполагает, что плотность измеряемой среды не меняется (а если меняется, то у уровнемера есть специальные компенсирующие средства). Множество факторов воздействуют на эффективность таких уровнемеров: вакуум, низкие или высокие температуры могут стать препятствием для корректной работы уровнемера и точного измерения уровня.
Дифференциальные уровнемеры трубчатого типа:
Дифференциальные уровнемеры, использующие трубки статического давления, также очень распространены. Основные проблемы – засор трубок, и также, зависимость устройства от плотности измеряемой среды в резервуаре и в статических линиях, а скопившийся конденсат в нижней части измерительных трубок или постоянное накопление газа в верхней части измерительных трубок могут существенно повлиять на нулевую точку преобразователя уровня.
Ультразвуковые уровнемеры:
Правильная работа ультразвуковых уровнемеров зависит от наличия испарений в резервуаре, которые зависят от изменения давления, температуры или состава измеряемой среды. Также нужно понимать, что, если уровень измеряемой среды в резервуаре поднимется слишком высоко, и приблизится к уровнемеру, его показатели могут моментально смениться с очень высоких до отсутствующих, ввиду наличия у уровнемера мертвых зон.
Радарные уровнемеры:
В отличие от ультразвуковых уровнемеров, на радарные уровнемеры, как правило, не влияет состав испарений, при условии, что нет серьезных перепадов давления или температуры. Радарным уровнемерам требуется минимальная диэлектрическая проницаемость вещества, уровень которого измеряется. При этом данные уровнемеры чувствительны к геометрии резервуара и могут испытывать сложности измерения уровня из-за наклонных стенок резервуара или излишнего волнения на поверхности.
Гидростатические уровнемеры:
Гидростатические уровнемеры – отличные устройства, поскольку на них не влияет химический состав. Однако, устройство измеряет вес, а не уровень вещества – поэтому, если плотность вещества изменится, изменятся и показания уровнемера. Не в каждую емкость можно поместить гидростатический уровнемер и его правильный монтаж – критический момент, требующий внимания.
Завершение
Совершенно очевидно, что ответы на вопросы выше окажут существенное влияние на выбор принципа измерения и типа преобразователя уровня. Правильный выбор устройства для измерения уровня полностью зависит от понимания особенностей использования, а также сильных и слабых сторон доступных принципов измерения уровня. Потратьте время на предварительные исследования, и это позволит Вам избежать многих проблем в процессе эксплуатации.
