Determinarea cantității de lichid dintr-un rezervor sau incintă reprezintă o informație esențială în aproape orice proces și operațiune de producție. Această informație este necesară, în principal, pentru a îndeplini o serie de obiective critice printre care:
- Activitățile de inventariere și eficientizare a producției: Asigurarea stocării unui volum optim de material și optimizarea procesului de producție prin utilizarea cat mai eficienta a volumelor de material;
- Siguranța: Evitarea supraîncărcărilor și prevenirea accidentelor și eventualelor probleme de mediu;
- Transferul de custodie: Respectarea cerințelor comerciale și legale pentru măsurarea precisă a materialelor transferate.
Tipuri de traductoare de nivel și aplicațiile lor
În domeniul măsurării continue a nivelului lichidelor, pulberilor sau granulelor, există 5 tipuri de echipamente utilizate în mod frecvent:
- Traductoare de nivel DP – ce funcționează pe principiul presiunii diferențiale
- Traductoare de nivel Ultrasonice
- Traductoare de nivel Radar
- Traductoare de nivel Laser
- Traductoare de nivel Magnetostrictive
1. Traductoare de nivel DP – ce funcționează pe principiul presiunii diferențiale
Aceasta este probabil cea mai veche și frecvent utilizată metodă de măsurare a nivelului pentru lichide și gaze lichefiate, în rezervoare deschise și închise, inclusiv rezervoare presurizate.
În rezervoarele deschise, echipamentul calculează diferența dintre presiunea atmosferică și presiunea fluidului. În rezervoarele închise, acesta calculează diferența dintre presiunea joasă (în partea superioară a rezervorului, unde se află gazul sau vaporii) și presiunea inalta (în partea inferioară a rezervorului, unde lichidul exercită presiune). În ambele cazuri, calculele nivelului depind de cunoașterea densității fluidului.
În aplicațiile în care densitatea variază, trebuie utilizate echipamente mai sofisticate. Aceste echipamente „multivariabile” iau în considerare densitatea dinamică a lichidului, și pot necesita mai multe puncte de instalare în rezervor.
Avantaje
- Tehnologie versatilă și utilizată pe scară largă;
- Configurabilă cu o varietate de opțiuni pentru fiecare aplicație.
Limitări
- Măsurarea este influențată de schimbările gravitației specifice/densității;
- Constrângeri de montare / flexibilitate redusă în comparație cu alte tehnologii;
- Cost total mai ridicat al utilizării, având în vedere calibrarea și întreținerea periodică.
2. Traductoare de nivel Ultrasonice
Această tehnologie se bazează pe unde sonore pentru a determina nivelul materialului, măsurând distanța dintre traductorul amplasat în partea superioară a rezervorului și suprafața materialului, fie că este lichid, solid sau un amestec (slurry).
Traductorul emite impulsuri ultrasonice (unde sonore) care sunt reflectate de suprafața materialului, asemenea unui ecou. Traductorul calculează „timpul de zbor” al unei unde pentru a determina nivelul materialului din rezervor.
Spre deosebire de traductoarele ce folosesc principiul presiunii diferențiale, traductorul ultrasonic nu este influențat de schimbările de densitate a materialului.
Totuși, deoarece undele sonore nu pot traversa un vid, traductoarele ultrasonice nu pot fi utilizate în incinte vidate sau cu presiune redusă.
De asemenea, acuratețea poate fi afectată de proprietățile de dispersie și absorbție ale lichidului. De exemplu, spuma poate genera reflexii false.
Avantaje
- Măsurare fără contact și fără piese mobile;
- Neafectat de schimbările în densitatea, compoziția, conductivitatea electrică sau constanta dielectrică a materialului.
Limitări
- Suprafața neregulată sau înclinată a materialului afectează precizia măsurării (de exemplu, spuma);
- Nu oferă o frecvență de măsură ridicată (ex: numarul scazut de masurari/minut);
- Presiunile și/sau temperaturile ridicate pot afecta acuratețea traductorului;
3. Traductoare de nivel Laser
Aceasta este una dintre cele mai recente inovații în tehnologia de măsurare a nivelului, devenind o tehnologie matură în ultimii ani.
La fel ca echipamentul ultrasonic, un laser este montat în partea superioară a rezervorului. Însă, în loc să emită unde sonore, laserul emite un impuls de lumină. Lumina este reflectată de suprafața materialului și se întoarce la echipament, unde este detectată de un receptor optic. Distanța este calculată pe baza timpului necesar luminii pentru a călători până la suprafața fluidului și înapoi la instrument.
Emițătorul laser poate fi montat oriunde pe capacul rezervorului, inclusiv de-a lungul peretelui acestuia. Sistemele ultrasonice și radar funcționează cel mai bine atunci când sunt montate în centrul capacului rezervorului, dar tehnologia laser funcționează bine și în rezervoarele înguste, unde sistemele ultrasonice și radar pot întâmpina dificultăți.
Este o tehnologie universală de măsurare, utilizată atât pentru lichide, cât și pentru solide. De asemenea, poate fi folosită pentru aplicații de poziționare și pe benzi transportoare.
Avantaje
- Măsurare fără contact, neafectată de densitatea materialului;
- Eficientă în rezervoare foarte înguste (până la 2″) și adânci (100 m pentru lichide, 200 m pentru solide);
- Funcționează atat cu materiale solide cat si lichide.
Limitări
- Neutilizabil în medii cu praf sau alte particule suspendate care interferează cu undă laser;
- Acuratețe scăzută pentru materiale lucioase sau în prezența spumei.
4. Traductoare de nivel Radar
Traductoarele radar utilizează un emițător montat în partea superioară a incintei, cu o sondă care de obicei se extinde pe întreaga adâncime a rezervolrului.
Un impuls de microunde este transmis de-a lungul sondei. Când impulsul ajunge la nivelul lichidului (interfața aer/lichid), o parte semnificativă din energia microundelor este reflectată înapoi pe sondă către emițător. Timpul în care impulsul este transmis și reflectat este utilizat pentru a determina nivelul din rezervor.
Spre deosebire de traductoarele laser, care evaluează doar viteza de întoarcere a undei, traductoarele radar analizează atât viteza, cât și forma undei reflectate.
Avantaje
- Neafectat de condițiile de proces: Funcționează indiferent de modificările presiunii, temperaturii, densității, conductivității sau de prezența aburului dens, prafului sau ceții;
- Fără probleme de unghi al undei: Poate funcționa chiar și în rezervoare cu geometrii dificile sau obstacole care interferează;
- Versatilitate: Poate fi utilizat cu lichide, amestecuri (slurries) și unele solide.
Limitări
- Necesită expertiză specializată pentru instalare și configurare;
- Sensibilitate la acumulări pe sondă: Depunerile pe sondă pot afecta masurarea;
- Dificultăți în acuratețe pentru anumite emulsii.
5. Traductoare de nivel Magnetostrictive
Aceasta este o tehnologie relativ necunoscută comparativ cu cele discutate anterior, dar oferă beneficii unice, inclusiv cea mai mare acuratețe (1 mm) și domeniu de masura.
Un fir magnetostrictiv este fixat într-o tijă introdusă în rezervor, iar un flotor cu magnet permanent se deplasează odată cu nivelul lichidului. Un impuls electric generat în fir interacționează cu câmpul magnetic al flotorului, creând o undă mecanică. Senzorul detectează timpul de propagare a acestei unde, calculând astfel poziția flotorului și, implicit, nivelul lichidului.
În ambele variante, traductorul generează prin sondă impulsuri electrice. Aceste impulsuri creează un câmp magnetic care interacționează cu flotorul permițând calcularea nivelului lichidului.
Deși montajul non-intruziv necesită o atenție sporită, oferă siguranță și întreținere redusă, devenind astfel soluția mai comună și atractivă.
Avantaje
- Singura componentă mobilă este flotorul, care necesită întreținere minimă;
- Neafectat de condițiile de proces: spumă, emulsii, ceață, stratificare a gazelor, praf, valoare dielectrică, temperatură etc;
- Nu necesită întreținere sau calibrare.
Limitări
- Mișcarea flotorului este afectată de lichide cu vâscozitate ridicată sau lipicioase;
- Lungime limitată la 22 m, mai puțin decât alte tehnologii;
- Necesită montaj corect pentru a evita erori din cauza vibrațiilor.
Soluțiile TehnoINSTRUMENT pentru determinarea nivelului
TehnoINSTRUMENT este furnizor de soluții integrate pentru determinarea nivelului în aplicații industriale complexe. Colaborând cu producători recunoscuți pe plan internațional, compania noastră oferă o gamă variată de echipamente, de la traductoare de nivel DP, laser, radar și ultrasonice la soluții magnetostrictive.
Fiecare soluție este adaptată nevoilor specifice ale clienților noștri, având în vedere factori esențiali precum condițiile de proces, tipul materialului și cerințele de precizie. Specialiștii TehnoINSTRUMENT oferă consultanță personalizată pre-vânzare pentru a selecta echipamentele potrivite. Consultanta este ofertia alături de servicii complete post-vânzare de instalare, calibrare și mentenanță. Astfel, TehnoINSTRUMENT sprijină sectorul industrial să își optimizeze operațiunile, reducând costurile și asigurând siguranța proceselor.
