اندازه گیری سطح بر اساس فشار به اندازه گیری هیدرواستاتیکی تانک معروف است و براساس آن کار می کندکه اختلاف فشار بین دو نقطه d و p باربر است با ارتفاع مایع ( h در مقیاس اینچ) در چگالی ویژه (SG) سیال.
d/p=h(SG)
در رابطه بالا چگالی ویژه برابر است با نسبت چگالی مایع بر چگالی آب خالص دردمای حالص 20 درجه سانتی گراد و فشار یک اتمسفر .
تازمانی چگالی سیال ثابت باشد با یک فشار سنج یا d/p cell می توان سطح دقت را بالا اندازه گیری کرد. اگر d/p cell استفاده شود اثر تغییرات فشار جو بر روی اندازه گیری از بین می رود. چون این فشار هم به مایع درون تانک و هم به ذطرف کم فشار d/p cell که در معرض فشار اتمسفر است وارد می شود . با این ترتیب عدد خوانده شده سطح مایع تانک را نشان می دهد .
اگر اندازه گیری فشار در مخازن سربسته تحت فشار مدنظر باشدُ بازهم می توان با استفاده از یک d\p cell ارتفاع سیال را ندازه گیری کرد . دقت شود که از وزن بخار بالای مایع چشم \وشی شود اما از سوی دیگر فشار بخار موجود در فضا نباید مورد غفلت قرار گیرد و باید به سمت کم فشار d/p cell هدایت شود که این اتصال به اتصال خشک معروف می باشد: این روش برای بخار های غیرخورنده و غیر ثابل رسوب و مواردی که سرعت تراکم آنها در دمای معمولی بسیارپایین است بکار میرود.
هنگام متراکم شدن بخار در دمای محیط با بخارهای خورنده ناپایدار و نا مطلوب سمت کم فشار (اتصال خشک) می تواند خشک شده و اتصال مرطوب را به وجود آورد البته بهتر است این اتصال بامخقدار کمی از یک سیال خنثی پرکرده که این سیال حد واسط سیال پروسه و اتصال خشک باشد در این روش باید مطالب زیر در نظرگرفته شود:
1) چگالی نسبی سیال ساکن و ارتفاع ستون مرجع باید به دقت مشخص شوند و اختلاف فشار d/p cell باید بافشار معادل ستون سیال ساکن و ارتفاع ستون مرجع محاسبه شود.
2) یک نشانگر قابل دید در بالای ساق مرجع که بتوان ارتفاع سیال درون آن را به راحتی دید

نکات مهم استفاده از روش های اتصال خشک و مرطوب
رو ش های اتصال خشک و مرطوب زمانی مفید هستند که تنها متغیر درون تانک سطح آن باشد .
سیستم لوله کشی و شیر ها می بایست به طور مناسب برا ی d/p cell در نظرگرفته شود تا عملیات آبکشی و تخلیه به راحتی انجام شود.
اگر از ساق مرطوب استفاده می شود باید سیال پراکنده آن انبساط حرارتی کمی داغشته باشد در غیر این صورت طراح باید تغییرات چگالی ناشی از آن را در نر بگیرد.
به منظور تمیز کردن d/p cell بدون متوقف کردن فرآیند می توان از یک دیافگرام صاف که به لوله خرطومی پیچ شده است استفاده کرد.

اگر نیاز به توقف فرآیند باشد می توان از یک دیافگرام گسترش یافته برای مسدود کردن خرطومی استفاده کرد بااین کار محدودیت های عملکردی که با انباشته شدن ذرات روی d/p cell به وجود آمده ازبین می رود.

استفاده از d/p cell های دیافگرام صاف یا گسترده، تکرار کنندهای فشار و آب بندهای شیمیایی برای حفاظت از d/p cell در شرایط فوق مناسب هستند .
آب بندهای شیمیایی یا دیافراگمی با سیالااتی مانند آب، گلایکول (glycol) الکل و روغن های گوناگون زمانی استفاده می شوند که خوردگی یا رسوب در دو طرف d/p cell انفاق بیفتد.
دیافراگم های مقاوم در برابر خوردگی و مواد پوشش مانند تفلون بسیار متنوع هشتند این مواد موجب کاهش دقت ابزارهای اندازه گیری سطح می شوند.
طول لوله مویین باید تا حد امکان کوتاه بوده و در برابر نور خورشید محافظت شود. به علاوه انبساط دمایی مواد پوشش بایت کم باشد و جبران دمای محیط مانند آنچه در مورد اتصال مرطوب گفته شد باید انجام شود و اگر نشتی در آب بندها رخ داده باشد به دلیل ساختار پیچیده آن ها، عملیات تعمیر باید در کارخانه سازنده انجام شود.
اگر d/p cell در محل صحیح خود قرارنگیرد باید محل دقیق آن را محاسبه و آن را کالیبره کرد . اگر d/p cell باللتر از لبه پایینی لوله قرار گرفته باشد به این کالیبراسیون elevation zero و اگر پایین تر از آن قرار گرفته باشد به کالیبراسیون آن zero suooression یا zero depression گفته می شودبه عنوان مثال فرض می شود که یک d/p cell می تواند در محدوده صفر تا psid 10 ( به عنوان محدوده پایین) و صفر تا psid 100 ( به عنوان محدود کننده بالا) کالیبره شودو در تانکی با ارتفاتع 45 فوت با محدوده هیدرواستاتیک صفر تا 20psid قرار می گیرد، در این صورت d/p cell به اندازه 11 فوت (5 psid) بالاتر از لبه پایینی تانکقرار میگیرد، بنابراین zero elevation برابر با 5psid خواهد بود. d/p cell می تواند در این کابرد استفاده شود چون محدوده کالیبره شده پایین 20% و elevation برابر با 25% محدوده کالیبره شده است.
در اندازه گیری سطحی که از ساق مرطوب استفاده می شوداگر چگالی نسبی سیال پرکننده ساق مرطوب برابر با چگالی نسبی لایه سبک تر باشد باید سمت پرفشار d/p cell به تانک متصل شود و اگر با چگالی نسبی لایه سنگین تر باشد به ساق مرجع متصل گردد.

اندازه گیری سطح توسط ترانسمیتر اختلاف فشار

در صنایع مختلف بیشتر اندازه گیری های سطح مخازن از طریق استنباط سطح از فشار انجام میشود. تکنیک اندازه گیری سطح انبساطی براساس اندازه گیری و مانیتور کردن فشار اعمال شده توسط ستون مایع کار میکند.

فشار اعمال شده به پایین ترین قسمت ستون مایع از طریق فرمول زیر محاسبه میشود:

شتاب ثقل*چگالی مایع*ارتفاع ستون مایع=فشار

Peressure=H*D*g

اگر به جای شتاب ثقل و چگالی مایع از وزن مخصوص(n/m³) استفاده کنیم فرمول بالا به شکل زیر خواهد شد.(S همان وزن مخصوص میباشد):

Peressure=H*S

چگالی نسبی یک مایع عبارت است از نسبت وزن یک حجم مایع به وزن یک حجم برابر اب. از اینرو در کاربردهای اندازه گیری سطح میتوان سطح را براساس فرمول زیر محاسبه کرد:

چگالی نسبی مایع*ارتفاع=سطح

Level=H*S.G

H= ارتفاع مایع در حال اندازه گیری

S.G= چگالی نسبی مایع

بنابراین برای اندازه گیری سطح به روش استنباطی باید حتما چگالی نسبی مایع را بدانیم.

سپس همانطور که در فرمول بالا نشان داده شده است ارتفاع مایع بالای نقطه ی اندازه گیری را در چگالی نسبی مایع ضرب کنیم.Levelاز جنس فشار است. در نتیجه برای اندازه گیری Level از ترانسمیترهای فشار تفاضلی استفاده میشود.

اندازه گیری سطح مخازن روباز توسط ترانسمیتر اختلاف فشار

اندازه گیری سطح مخازن روباز بسیار ساده است. ترانسمیترهای فشار تفاضلی که برای اندازه گیری سطح مخازن مورد استفاده قرار میگیرند به منظور اندازه گیزی فشار مایع بالای نقطه اندازه گیری به طور معمول در ته مخزن و یا پایین تراز ان نصب میشود. در این حالت فشار فرایند به طرف High سنسور ترانسمیتر اعمال شده و طرف LOW ترانسمیتر به اتمسفر Vent میشود.

ترانسمیتر سطح در پایین ترین قسمت مخزن روباز و هم تراز با سطح صفر اندازه گیری نصب شده است.

P(high)=P(atm)+(S.G*H)

P(low)=P(atm)

∆P= [ P(atm)+S.G*H]-[P(atm)]=S.G*H

∆P= فشار تفاضلی

باتوجه به سناریوی بالا میتوان ترانسمیتر سطح را به گونه ای کالیبره کرد که وقتی مخزن در سطح 0% میباشد خروجی ترانسمیتر 4mA بوده و وقتی مخزن در سطح 100% باشد خروجی ترانسمیتر 20mA باشد. از انجایی که برای اندازه گیری سطح به روش استنباطی از فشار تفاضلی استفاده میشود میتوان نتیجه گرفت که در اینجا معمولا واحد اندازه گیری اینچ اب و یا میلی متر اب است.

اندازه گیری سطح مخازن سربسته بااستفاده از ترانسمیتر DP:

هنگامیکه برای اندازه گیری سطح مخزن سربسته از یک ترانسمیتر فشار تفاضلی استفاده شده باشد اگر در بالای سطح مایع یک فاز گازی قرار داشته باشد برای یک اندازه گیری صحیح باید فشار گاز را جبران سازی کرد.

این بدان دلیل است که یک تغییر در فشار گاز باعث تغییر د رخروجی ترانسمیتر سطح خواهد شد.علاوه براین ممکن است فشار اعمال شده توسط گاز انقدر زیاد باشد که فشار ناشی از ستون مایع در برابر ان ناچیز به نظر برسد.

از این رو برای اندازه گیری سطح مخازن سربسته نیاز به یک اتصال مرجع میباشد.به طوریکه طرفه Low ترانسمیتر را به بالای مخزن متصل کرده و ان را اتصال مرجع مینامند. هدف از این کار جبران سازی و به تعادل رساندن فشار فضای بالای سطح مایع است به طوریکه بتوان سطح واقعی مخزن را اندازه گیری کرد.

اگر هیچ گونه اتصال مرجع یا جبران کننده وجود نداشته باشد ترانسمیتر مقدار سطح به اضافه فشار مخزن را نشان خواهد داد.

P(high)=P(gas)+(H*S.G)

P(low)=P(gas)

∆P=P(high)-P(low)=H*S.G

همانطور که در محاسبات بالا مشاهده میکنید تاثیر فشار گاز حذف شده و تنها فشار ناشی از ستون هیدرواستاتیک مایع حس و اندازه گیری میشود. تیوپ کشی طرف Low ترانسمیتر که یک اتصال مرجع را فراهم میکند اصطلاحا Dry leg نامیده میشود. اگر گاز بالای سطح مایع متراکم نشود این اتصال به صورت خالی باقی میماند در کاربردهای اندازه گیری سطح به روشDry legاگر ترانسمیتر سطح در پایین مخزن نصب شده باشد

میتوان ترانسمیتر را به گونه ای کالیبره کرد که وقتی مخزن در سطح 0% است خروجی ترانسمیتر 4 mA بوده و وقتی مخزن در سطح 100% قرار دارد خروجی ترانسمیتر 20 mA باشد.

اگر گاز قرار گرفته در بالای سطح مخزن متراکم و کاندنس شود در تیوپ طرف Low ترانسمیتر مایع جمع شده و یک خطای اندازه گیری را ایجاد میکند.برای جلوگیری از این اتفاق و از بین بردن خطای بالاقوه تیوپ طرف Low ترانسمیتر را عمدا با یک مایع مرجع مناسب پرمیکنند. این شرایط را اصطلاحا Wet leg مینامند. برای مایع مرجع یا از خود مایع فرایند استفاده میکنند و یا یک مایع سازگار با مایع فرایند را مورد استفاده قرار میدهند.

در حالت Wet leg مایع مرجع یک فشار هیدرواستاتیک ثابت را به طرف Low ترانسمیتر سطح اعمال میکند. در این حالت باید ابتدا سطح را تعیین کرده و سپس اثر منفی Leg مرجع را از ان کم کرد. حاصل این محاسبه یک رنج منفی میباشد.

(سطح سنج)

۰ نظر

ای شاپ صنعت

ابزار دقیق

ابزار دقیق

تامین تجهیزات ابزار دقیق و اتوماسیون

تامین تجهیزات ابزار دقیق و انوماسیون

۳ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «ترانسمیتر اختلاف فشار» ثبت شده است

ترانسمیتر اختلاف فشار اندرس هاوزر

ترانسمیتر اختلاف فشار اندرس هاوزر

ترانسمیتر اختلاف فشار اندرس هاوزر

کاربرد

ویژگی ها و مزایا

اندازه گیری سطح به روش هیدرواستاتیک

اندازه گیری سطح به روش هیدرواستاتیک