Альтернативные методы определения объема жидкости
Измерить количество жидкости в сосуде можно разными способами. Стандартным вариантом является использование датчика расхода или расходомера, подключенного к системе управления, для расчета общего объема, прошедшего за определенное время. В данной статье мы представим нетрадиционные способы измерения общего объема в сосуде вместо сумматора расхода и расходомера.
Используя скорость потока, мы можем предположить объем внутри сосуда. Сумматор расхода вместе с датчиком расхода – это еще один способ измерения количества потока, входящего или выходящего из сосуда. Эти методы измеряют расход в трубе, если эта труба соединена с сосудом, мы можем предположить количество продукта в сосуде или на выходе из него.
Проблемы с зависимостью объема от потока
Одной из проблем использования расхода (потока) для расчета объема является расположение датчика. Для датчиков расхода и расходомеров требуется определенное количество прямых труб до и после технологического процесса. Промышленным стандартом является 10 диаметров вверх по потоку и пять диаметров вниз по потоку.
Эти участки труб не могут иметь отводов, тройников или каких-либо ограничений. Это обеспечивает точное измерение невозмущенного потока. Проектирование такого количества горизонтальных прямых труб в системе может быть проблематичным.
Иногда сосуды заполняются из нескольких портов, и наличие нескольких датчиков расхода или расходомеров может стать очень дорогим. В других случаях продукт, протекающий по трубам, плохо работает с расходомерами или представляет собой материал, не взаимодействующий с материалом, используемым в расходомерах и датчиках. К счастью, сегодня у нас есть много разных способов измерения объема сосуда.
Ультразвуковое определение уровня
Ультразвуковой датчик посылает ультразвуковой сигнал и измеряет время отклика сигнала. Чем дольше сигнал возвращается к датчику, тем дальше находится объект. Зная уровень продукта в сосуде, мы можем определить объем или процент заполнения сосуда.
Преимущество использования ультразвукового датчика заключается в том, что не имеет значения, насколько коррозийным или абразивным является продукт – ничто не касается датчика. Недостатком является то, что сигнал чувствителен к температуре, ветру и давлению. Такие компании, как Hawk Measurement, создают решения этой проблемы, например, используя микроволновую технологию. Подобно ультразвуку, микроволновые сигналы не чувствительны к температуре или давлению.
Резистивная лента
Хотя ультразвуковые датчики можно использовать во многих условиях, они имеют ограничения. Если для вашего проекта не требуется дорогостоящий ультразвуковой датчик или у вас есть небольшое количество жидкости для измерения, решение с резистивной лентой может подойти. Резистивная лента или лента уровня жидкости измеряют давление, которое жидкость оказывает на ленту, подобно тому, как тензодатчик измеряет вес объекта, лежащего на нем. По мере увеличения объема жидкости увеличивается и давление на ленту, а электрическое сопротивление уменьшается.
Подавая напряжение через это сопротивление и измеряя напряжение с ленты, мы можем определить объем в сосуде. Некоторое масштабирование в системе управления требуется для отображения объема в инженерных единицах, но поскольку изменение сопротивления является линейным, мы можем использовать простую формулу y=mx+b. Лента должна находиться в растворе для измерения уровня, поэтому в зависимости от раствора она может быть несовместима с материалами, из которых изготовлена лента. Температура также является влияющим на характеристики фактором. Кроме того, резистивная лента обычно не очень длинная, как правило, около 400 мм.
Поплавковый датчик уровня
Поплавковый датчик уровня обычно состоит из герконов и резисторов внутри трубки, которые считывают положение поплавка вне трубки. По мере того, как поплавок поднимается и опускается вместе с уровнем, сопротивление в датчике изменяется как в резистивной ленте измерения уровня.
Аналогичное масштабирование требуется в системе управления. В отличие от ленты измерения уровня, поплавковый датчик уровня обычно имеет аналоговый выход, который можно быстро масштабировать в ПЛК или микроконтроллере. Большинство поплавков уровня изготовлены из нержавеющей стали, поэтому на них не влияет раствор, в который они погружены. Благодаря аналоговому выходу поплавковые датчики можно легко подключить к панельному измерителю, не требуя системы управления или программирования.
Выбор оптимального устройства для измерения жидкости
Существует много разных способов измерения объема жидкости, и в данной статье охватываются некоторые из них. В конечном счете, проект и тип продукта будут наиболее важными факторами при принятии решения о выборе варианта. Некоторые датчики легче масштабировать и подключить к системе управления, чем другие. Какой бы метод вы ни выбрали, убедитесь, что ваша система управления правильно считывает сигнал, и что точность датчика соответствует требованиям вашего проекта.
© digitrode.ru