Kawalan tahap dalam sistem automasi industri

Banyak sistem automasi memerlukan pengukuran tahap. Dan terdapat banyak industri di mana pengukuran tahap diperlukan. Hari ini terdapat banyak sensor tahap yang membolehkan anda mengukur banyak kuantiti fizikal yang berkaitan dengan jumlah dalam tangki bahan tertentu.

Penderia tahap pertama hanya berfungsi dengan cecair, tetapi kini, terima kasih kepada kemajuan, terdapat penderia untuk bahan pukal. Meter aras dan suis aras membolehkan anda memantau tahap secara berterusan dan mengawal sama ada bahan mencapai tahap yang ditentukan. Dalam artikel ini kita akan memberi tumpuan kepada jenis meter tahap moden.

Hari ini, penderia aras boleh berfungsi dengan kedua-dua cecair dan bahan pukal dan juga gas, dan bahan itu boleh ditempatkan di dalam bekas dan dalam saluran paip. Sensor dibahagikan kepada sentuhan dan bukan sentuhan, dan mengikut kaedah pemasangan, ia boleh direka bentuk untuk pemasangan sama ada di dalam badan saluran paip atau bekas dengan bahan yang diukur, atau di atas bahan yang diukur.

Penderia peringkat pertama bekerja pada prinsip mudah terapung dan menggunakan kaedah menutup kenalan dengan bahan. Kini sensor telah mengalami penambahbaikan, ia mengandungi litar dalam reka bentuknya yang menyediakan beberapa fungsi tambahan, seperti mengukur volum, kadar aliran, isyarat apabila had dicapai, dsb. Hasil pengukuran boleh diproses dan disimpan.

Sama ada industri mengendalikan bahan cecair, likat, gas, mengalir bebas, melekit, berlekuk, sentiasa ada penderia tahap yang sesuai untuk persekitaran yang sesuai. Air, larutan, alkali, asid, minyak, minyak, bahan api dan pelincir, butiran plastik — skop penggunaan sangat luas, dan sensor berdasarkan prinsip fizikal yang berbeza membolehkan anda memilih yang sesuai untuk keadaan tertentu dan untuk hampir semua tugas.

Perkakasan sensor terdiri daripada dua bahagian: sensor itu sendiri dan alat visualisasi data. Penderia kenalan dan bukan kenalan, perubahan berterusan dan penjejakan sempadan — julat keupayaan penderia hari ini agak kaya.

Jenis penderia yang anda pilih ditentukan oleh spesifik proses perindustrian dan persekitaran di mana penderia akan beroperasi. Dengan alat visualisasi, proses pengukuran boleh menjana graf untuk menganalisis maklumat peringkat produk, sangat memudahkan automasi.

Meter aras digunakan untuk pemantauan berterusan paras bahan pukal atau cecair dalam takungan semula jadi dan tiruan. Mereka mengukur tahap dengan resolusi beberapa milisaat hingga berpuluh-puluh saat.

Ia digunakan untuk memantau tahap larutan akueus, asid, bes, alkohol, dsb., serta bahan pukal.Mereka adalah hubungan dan bukan hubungan, dan mengikut prinsip fizikal mereka benar-benar pelbagai. Mari lihat setiap jenis dengan lebih terperinci.

Tolok aras radar gelombang mikro

Ia digunakan untuk pemantauan berterusan tahap, ia adalah universal. Kerja ini menggunakan fenomena pantulan gelombang elektromagnet dari antara muka antara dua media. Kekerapan gelombang adalah dari 6 hingga 95 GHz, dan semakin tinggi ia, semakin rendah ia pemalar dielektrik bahan yang diukur, contohnya untuk produk petroleum, frekuensi gelombang harus maksimum. Tetapi pemalar dielektrik tidak boleh lebih tinggi daripada 1.6.

Oleh kerana sensor berfungsi seperti radar, ia tidak takut gangguan, dan frekuensi tinggi gelombang meminimumkan pengaruh parasit tekanan dan suhu di dalam kapal. Penderia radar dengan frekuensi operasi yang tinggi adalah kebal terhadap habuk, wap dan buih.

Bergantung pada jenis dan saiz antena penderia, ketepatan peranti mungkin berbeza-beza. Lebih besar dan lebar antena, lebih kuat dan lebih tepat isyaratnya, lebih tinggi julat, lebih baik resolusinya. Ketepatan penderia radar gelombang mikro adalah dalam lingkungan 1 mm, ia boleh berfungsi pada suhu sehingga +250 ºС dan mengukur tahap sehingga 50 m.

Meter aras radar digunakan dalam banyak industri di mana bahan pukal dikendalikan: dalam pembinaan, kerja kayu, dalam industri kimia, dalam industri makanan, dalam pengeluaran plastik, kaca dan seramik. Mereka juga boleh digunakan untuk mengukur tahap cecair.

Alat pengukur akustik

Gelombang akustik digunakan, yang, apabila dipantulkan oleh bahan yang diperhatikan, diterima dan diproses.Perisian menapis isyarat yang dikehendaki dengan mengesan gema palsu.

Isyarat dihantar dengan nadi yang kuat, jadi kerugian dan pengecilan adalah minimum. Bergantung pada suhu, isyarat diberi pampasan dan ketepatan kekal tinggi, dalam suku peratus. Sensor dipasang secara menegak atau pada sudut. Tahap perubahan boleh sehingga 60 meter. Suhu operasi sehingga +150 ºС. Kalis letupan.

Manometer akustik digunakan dalam banyak industri, daripada sistem automasi pemuatan kren dan sistem pemantauan paras kumbahan dalam tangki septik, kepada pembuatan coklat.

Meter aras ultrasonik

Getaran ultrasonik yang dipantulkan daripada antara muka antara dua media diterima dan selang masa antara saat isyarat dihantar dan diterima diukur. Kebijaksanaan adalah beberapa saat, ini disebabkan oleh kelajuan bunyi terhingga di udara. Tahap pengukuran maksimum mencapai 25 meter.

Perisian ini membolehkan anda membuat pra-konfigurasi penderia untuk dimatikan dalam tempoh apabila beberapa mekanisme berlalu di bawahnya, contohnya bilah kacau. Ia adalah mungkin untuk mengawal sensor dari komputer. Dipasang secara menegak di atas bahan atau pada sudut. Ketepatan dalam suku peratus. Suhu operasi sehingga +90 ºС. Kalis letupan.

Meter aras ultrasonik digunakan untuk memantau tahap bahan pukal di banyak kawasan, daripada loji simen kepada industri kimia dan makanan.

Tolok aras hidrostatik

Ukur tekanan cecair di bahagian bawah bekas. Ubah bentuk unsur sensitif ditukar kepada isyarat elektrik. Apabila mengukur tekanan pembezaan, sambungan ke atmosfera adalah perlu.Sesuai untuk bekerja dengan air dan cecair tidak agresif lain, untuk pes, dsb. Ia boleh berfungsi di dalam bilik terbuka dan tertutup, di dalam kolam, telaga, dsb.

Jumlah tekanan bergantung pada ketumpatan cecair dan isipadunya di dalam tangki, pada ketinggian lajur cecair. Tolok aras boleh tenggelam atau biasa - sama ada tiub kapilari dikeluarkan untuk sentuhan dengan atmosfera, atau pemancar dipotong terus ke bahagian bawah tangki.

Semasa pemasangan, adalah perlu untuk mengecualikan penetapan palsu tekanan aliran cecair apabila ia dipam ke dalam tangki. Ketepatan dalam suku peratus. Suhu operasi sehingga +125 ºС.

Meter tahap hidrostatik digunakan secara meluas dalam industri kimia dalam tangki, dalam perumahan dan perkhidmatan komunal di telaga, dalam industri makanan mereka dilengkapi dengan bekas dengan produk cecair, dalam metalurgi, dalam industri farmaseutikal, dalam industri petroleum, dll.

Meter aras kapasitif

Probe sensor dan dinding tangki pengalir membentuk a plat kapasitor… Daripada dinding konduktif, paip khas boleh digunakan untuk melekapkan pada probe atau probe dibumikan berasingan kedua. Bahan di antara plat berfungsi sebagai dielektrik kapasitor—udara atau bahan yang tahapnya dipantau.

Jelas sekali, apabila tangki diisi, kapasiti elektrik kapasitor akan berubah secara beransur-ansur. Dengan tangki kosong, kapasiti elektrik akan mempunyai nilai tertentu, dan dalam proses anjakan udara, ia akan berubah. Meningkatkan produk dalam tangki mengubah kapasitansi kapasitor yang dibentuk oleh sensor dan tangki.

Elektronik penderia menukarkan perubahan kapasitansi kepada perubahan tahap.Sekiranya bentuk tangki tidak biasa, maka siasatan kedua digunakan, kerana plat kapasitor yang terbentuk mesti terletak secara menegak. Tahap maksimum mencapai 30 meter. Ketepatan tidak kurang daripada satu pertiga peratus. Suhu operasi sehingga +800 ºС, bergantung pada model. Masa tunda boleh laras.

Penderia tahap kapasitif digunakan terutamanya untuk memantau tahap cecair di banyak kawasan di mana ia perlu untuk mengekalkan tahap tertentu produk: dalam pengeluaran minuman, bahan kimia isi rumah, dalam loji pengeluaran air, dalam pertanian, dll.

Tolok aras magnetik

Terdapat apungan magnet kekal pada pemandu. Suis sensitif magnet dipasang di dalam pemandu. Operasi berurutan suis semasa mengisi atau mengosongkan tangki menyebabkan arus berubah dalam bahagian individu.

Prinsipnya sangat mudah sehingga meter aras ini tidak memerlukan pelarasan dan oleh itu murah dan popular. Kekangan hanya diperkenalkan oleh ketumpatan cecair. Suhu operasi sehingga +120 ºС. Had syif ialah 6 meter.

Manometer magnet ialah penyelesaian kos efektif untuk pengukuran paras cecair dalam banyak industri.

Meter refleks gelombang mikro

Tidak seperti alat pengukur radar, di sini gelombang merambat bukan di udara terbuka, tetapi di sepanjang probe peranti, yang boleh menjadi tali atau kayu. Nadi gelombang mengalami pantulan dari antara muka antara dua media dengan pemalar dielektrik yang berbeza dan kembali semula, dan masa antara momen penghantaran dan momen penerimaan ditetapkan oleh elektronik dan ditukar kepada nilai tahap.

Penggunaan pandu gelombang mengelakkan kesan parasit habuk, buih, mendidih, serta pengaruh suhu ambien. Pemalar dielektrik medium yang diukur mestilah tidak lebih rendah daripada 1.3e.

Tolok aras reflektor boleh digunakan di mana radar tidak dapat berfungsi kerana corak sinaran, contohnya dalam tangki tinggi yang sempit. Had ukuran 30 meter. Suhu operasi sehingga +200 ºС. Ketepatan dalam 5 mm.

Pemancar tahap gelombang mikro refleks boleh digunakan untuk memantau secara berterusan tahap cecair dan pepejal tidak konduktif dan konduktif, serta untuk mengukur jisim dan isipadunya. Berkenaan dalam banyak industri.

Pemancar peringkat pintasan

Lajur pengukur terletak di sisi kapal. Cecair memenuhi tiub dan parasnya diukur. Prinsip komunikasi kapal. Magnet terapung di permukaan cecair dalam tiub, dan berhampiran tiub mengapungkan sensor magnetostrictive yang menukarkan jarak ke magnet kepada isyarat arus.

Tiub mempunyai plat penunjuk warna yang berbeza yang mengubah kedudukannya di bawah pengaruh medan magnet magnet. Disebabkan fakta bahawa tiada sentuhan cecair dengan persekitaran luaran, pemancar pintasan boleh digunakan dalam industri makanan dan farmaseutikal. Had aras pengukuran kepada 3.5 meter. Ketepatan dalam 0.5 mm. Suhu operasi sehingga +250 ºС.

Peranti pengukur pintasan boleh digunakan apabila kawalan visual paras cecair diperlukan: dalam industri kuasa haba, dalam industri kimia, dalam sektor kediaman, dalam industri elektrik, dalam industri makanan dan dalam industri minyak dan gas.

Pemancar tahap magnetostrictive

Panduan fleksibel atau tegar mengandungi apungan dengan magnet terbina dalam. Pandu gelombang terletak di sepanjang konduktor, di sekelilingnya medan magnet jejari teruja oleh denyutan arus melalui gegelung. Apabila medan magnet ini berlanggar dengan medan magnet magnet kekal apungan, pandu gelombang magnetostrictive mengalami ubah bentuk plastik yang sangat dinamik.

Hasil daripada ubah bentuk ini, gelombang ultrasonik merambat sepanjang pandu gelombang dan dipasang oleh transduser elektronik pada satu hujung. Perbandingan semasa detik nadi pencetus dan masa berlakunya nadi ubah bentuk menentukan lokasi apungan. Had aras ukuran mencecah 15 meter. Ketepatan dalam 1 mm. Suhu operasi sehingga +200 ºС.

Manometer magnetostrictive digunakan dalam industri kimia untuk memantau tahap cecair berbuih, dalam industri makanan dan dalam metalurgi untuk memantau tahap bahan makanan dan bahan api cecair.

Banyak tolok aras

Beban dipasang pada kabel atau pita yang dililit pada dram. Apabila memasang sensor pada penutup tangki, ia menjadi mungkin untuk mengurangkan beban dalam tangki. Motor elektrik memutar dram dan beban turun ke bawah kabel. Apabila berat menyentuh permukaan bahan yang hendak diukur, ketegangan dalam tali dilepaskan dan ini menandakan tahap bahan. Tali itu berputar mengelilingi dram sekali lagi, mengangkat beban semula.

Elektronik mengira tahap berdasarkan bilangan pusingan dram. Untuk pengesanan bahan dengan ketumpatan 20 kg per m3, sensor sedemikian sesuai. Had aras pengukuran kepada 40 meter.Ketepatan dari 1 hingga 10 cm, bergantung kepada pengubahsuaian. Selang pengukuran ditetapkan oleh pengguna dan boleh dari 6 minit hingga 100 jam. Suhu operasi sehingga +250 ºС.

Meter berbilang kelompok digunakan dalam pelbagai industri untuk mengawal tahap bahan pukal dalam sistem automatik.