اندازهگیری سطح یا Level Measurement یکی از مهمترین بخشهای ابزار دقیق در صنایع مختلف است. کنترل دقیق سطح مایعات، جامدات پودری، گرانولها، دوغابها و سایر مواد داخل مخازن، سیلوها و تجهیزات فرآیندی نقش مهمی در افزایش ایمنی، جلوگیری از سرریز، حفاظت از پمپها، کنترل موجودی مواد و بهینهسازی فرآیندهای صنعتی دارد.
تجهیزات اندازهگیری سطح در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاهها، نیروگاهها، صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی، سیمان، فولاد، آب و فاضلاب، معادن، صنایع دریایی و بسیاری از خطوط تولید مورد استفاده قرار میگیرند. این تجهیزات بسته به نوع سیال، شرایط فرآیندی، فشار، دما، وجود بخار یا کف، خواص خورندگی و دقت مورد نیاز انتخاب میشوند.
روشهای اندازهگیری سطح به دو دسته کلی تقسیم میشوند:
مهمترین تجهیزات اندازهگیری سطح عبارتاند از:
لول گیج یکی از سادهترین و پرکاربردترین تجهیزات نمایش سطح است که برای مشاهده مستقیم میزان مایع داخل مخازن مورد استفاده قرار میگیرد. این تجهیز معمولاً بدون نیاز به برق کار میکند و امکان مشاهده لحظهای سطح سیال را فراهم میسازد.
لول گیجها در مخازن ذخیره، بویلرها، مخازن سوخت، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی و بسیاری از تجهیزات فرآیندی کاربرد دارند.
از خلأ تا بیش از 250 بار (بسته به مدل)
از 196- تا حدود 450+ درجه سانتیگراد
عدم نیاز به برق، مشاهده مستقیم سطح، نصب آسان، نگهداری کم و عمر طولانی.
لول ترانسمیتر اولتراسونیک با ارسال امواج فراصوت به سطح سیال و اندازهگیری زمان بازگشت موج، فاصله تا سطح را محاسبه کرده و سپس مقدار سطح مخزن را تعیین میکند. این تجهیز بدون تماس مستقیم با سیال کار میکند و برای بسیاری از مایعات و برخی مواد جامد مناسب است.
تا حدود ±0.2%
حدود 0.3 تا 20 متر
اندازهگیری بدون تماس، عدم استهلاک مکانیکی، نصب آسان، دقت بالا و هزینه نگهداری پایین.
لول ترانسمیتر راداری با استفاده از امواج مایکروویو، سطح مواد را بدون تماس اندازهگیری میکند. این فناوری تحت تأثیر بخار، فشار، دمای بالا یا تغییرات چگالی قرار نمیگیرد و به همین دلیل یکی از دقیقترین روشهای اندازهگیری سطح در صنایع سنگین محسوب میشود.
تا حدود ±1 میلیمتر
تا بیش از 120 متر
دقت بسیار بالا، عملکرد پایدار در فشار و دمای زیاد، عدم تأثیر بخار و کف، مناسب برای مخازن مرتفع.
لول سوئیچ خازنی با اندازهگیری تغییر ظرفیت خازنی بین الکترود و بدنه مخزن، حضور یا عدم حضور ماده را تشخیص میدهد. این تجهیز برای مایعات، پودرها، گرانولها و مواد چسبنده قابل استفاده است.
مناسب برای مایعات و جامدات، بدون قطعه متحرک، حساسیت بالا و طول عمر زیاد.
لول سوئیچ دیاپازونی که با نام Tuning Fork Level Switch نیز شناخته میشود، دارای یک چنگال ارتعاشی است که با قرار گرفتن در داخل سیال یا ماده جامد، فرکانس ارتعاش آن تغییر کرده و حضور ماده را تشخیص میدهد.
عدم نیاز به کالیبراسیون مداوم، مقاومت در برابر کف، بخار و تغییرات چگالی، عملکرد پایدار و عمر طولانی.
این تجهیز با اندازهگیری اختلاف فشار بین پایین و بالای مخزن، ارتفاع ستون مایع را محاسبه کرده و سطح سیال را اندازهگیری میکند. این روش بهویژه در مخازن تحت فشار و بویلرها بسیار متداول است.
تا ±0.05%
دقت بسیار بالا، مناسب برای مخازن بسته، عملکرد پایدار در فشارهای زیاد و قابلیت اتصال به سیستمهای کنترل.
لول سوئیچ شناوری یکی از رایجترین تجهیزات تشخیص سطح است که با استفاده از حرکت شناور روی سطح مایع، وضعیت سطح را تشخیص داده و فرمان قطع یا وصل مدار را صادر میکند.
ساختار ساده، قیمت اقتصادی، نصب آسان، اطمینان بالا و نگهداری کم.
| تجهیز | نوع اندازهگیری | تماس با سیال | دقت | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|---|
| لول گیج | نمایش مستقیم | ✔ | متوسط | مشاهده سطح مخازن |
| اولتراسونیک | پیوسته | ✖ | بالا | آب، فاضلاب، مخازن باز |
| راداری | پیوسته | ✖ | بسیار بالا | نفت، گاز، بخار، مخازن تحت فشار |
| سوئیچ خازنی | نقطهای | ✔ | بالا | مایعات، پودر، گرانول |
| سوئیچ دیاپازونی | نقطهای | ✔ | بسیار بالا | مایعات، جامدات، مواد چسبنده |
| ترانسمیتر DP | پیوسته | ✔ | بسیار بالا | مخازن تحت فشار |
| سوئیچ شناوری | نقطهای | ✔ | خوب | آب، سوخت، مخازن ساده |
انتخاب تجهیز مناسب به نوع ماده، شرایط فرآیندی و دقت مورد نیاز بستگی دارد. برای مخازن باز و سیالات معمولی، لول ترانسمیتر اولتراسونیک گزینهای اقتصادی و دقیق است. در مقابل، برای مخازن تحت فشار، دماهای بالا یا محیطهای دارای بخار و کف، لول ترانسمیتر راداری عملکرد مطمئنتری دارد. اگر تنها تشخیص رسیدن سطح به یک نقطه مشخص مدنظر باشد، لول سوئیچهای خازنی، دیاپازونی یا شناوری انتخاب مناسبی هستند. همچنین در مخازن تحت فشار و بویلرها، استفاده از لول ترانسمیتر اختلاف فشار به دلیل دقت بالا و قابلیت اطمینان، رایجترین راهکار صنعتی محسوب میشود. انتخاب صحیح این تجهیزات باعث افزایش ایمنی، کاهش هزینههای نگهداری و بهبود عملکرد سیستمهای کنترلی خواهد شد.
