GIGO به معنای “زباله در داخل ، زباله خارج “. این عبارت در اتوماسیون صنعتی کاربرد دارد زیرا استفاده از اندازه گیری های معیوب حتی بهترین سیستم کنترل ها را دچار اشتباه می کند. یک روش درمانی که می تواند به اجتناب از سناریوی GIGO کمک کند ، درک روش اندازه گیری و محدودیت های آن در حدی است که کاربرد آن قابل ارزیابی منطقی باشد. اندازه گیری سطح با استفاده از اختلاف فشار یکی از آن اندازه گیری های کلیدی است که باید برای جلوگیری از GIGO درک کنید.
اهمیت اندازه گیری سطح را نمی توان بیش از حد بیان کرد. اندازه گیری های نادرست یا نامناسب می تواند باعث شود که سطح شناورها بیشتر یا کمتر از مقادیر اندازه گیری شده باشد. سطح پایین می تواند باعث ایجاد مشکلات پمپاژ و آسیب رساندن به پمپ شود ، در حالی که سطح زیاد باعث سر ریز شناورها می شود و به طور بالقوه مشکلات ایمنی و زیست محیطی ایجاد می کند. شناورهایی که در سطح متوسط نادرست کار می کنند می توانند منجر به شرایط نامناسب عملیاتی شده و بر روی کنترل میزان مواد تأثیر بگذارند.
بیشتر مهندسان نحوه کار ترانسمیتر اختلاف فشار را می دانند ، اما در این مقاله تکنیک های عملی برای بهبود عملکرد اندازه گیری و کاهش تعمیر و نگهداری را خدمتتان ارائه خواهیم داد.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
فهرست مطالب:
🔰چگالی مایع
🔰فشار داخل مخزن
🔰پیاده سازی های اساسی
🔰مشکلات خطوط ایمپالس
🔰اندازه گیری سطح مایعات با استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار
استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار به عنوان یک تجهیز برای اندازه گیری سطح در مخازن و شناورها یک روش معمول است ، اما بسیاری از کاربران آن را به روش هایی استفاده می کنند که باعث کاهش دقت در خواندن یا ایجاد مشکلاتی در نگهداری می شود. در این مقاله ، ما چند مفهوم اساسی ترانسمیتر اختلاف فشار را مورد بررسی خواهیم داد و سپس یک مثال کاربردی را تجزیه و تحلیل می کنیم تا ایده هایی برای بهبود و عیب یابی جهت نصب این تجهیز ارائه دهیم.
مایع موجود در هر نوع ظرف یا مخزن باعث ایجاد فشار ناشی از وزن خودش می شود و اجازه می دهد فشار در اینچ ستون آب(یا پارمتر های دیگر فشار) اندازه گیری شود. اگر بخواهید در کنار مخزن سوراخ ایجاد کنید و یک گیج فشار را وارد کنید تا فشار را اندازه گیری کند و این نشانگر 120 اینچ آب را نشان دهد ، به درستی می توان نتیجه گرفت که به ارتفاع 3 متر از سطح گیج فشار به بالا ، در مخزن آب وجود دارد. درک این اصل ساده است اما اجرای آن می تواند به سرعت پیچیده شود.
چگالی مایع
چگالی مخصوص مایع باید در محاسبه لحاظ شود تا فشار به ارتفاع تبدیل شود. اگر مایع و خصوصیات آن از جمله تأثیرات دما به خوبی اندازه گیری و محاسبه گردد ، اندازه گیری سطح همان اندازه دقیق است که اندازه گیری فشار دقیق باشد.
فشار داخل مخزن
فشار فضای داخلی مخزن می تواند از فشار جو بالاتر یا کمتر باشد. اگر درون مخزن فشاری به جز فشار ارتفاع مایع باشد ، فشار داخلی سیستم به فشار مایع اضافه می شود و می تواند قرائت سطح محاسبه شده را به شدت تغییر دهد زیرا مجموع این فشار و فشار مایع داخل مخزن به عنوان فشار سیستم خوانده می شود. در این شرایط ، به جای استفاده از یک گیج فشار ساده باید از ترانسمیتر اختلاف فشار استفاده نمایید. با استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار ، فقط اختلاف فشار بین دو نقطه از مایع درون مخزن اندازه گیری می گردد که به راحتی می توان آن را به ارتفاع تبدیل نمود بدون اینکه نیازی به دانستن فشار اضافی مخزن یا محیط باشد.
اینها مفاهیم اساسی و کافی هستند. معمولاً یک شرکت صنعتی چگالی محصولات فرآیند خود را می داند ، اما اجرای تکنیک های اندازه گیری ترانسمیتر اختلاف فشار می تواند چالش بیشتری داشته باشد.
پیاده سازی های اساسی
ساده ترین اجرا برای اتصال ترانسمیتر اختلاف فشار ، استفاده از خطوط ایمپالس و استفاده از شیر منیفولد است. اتصال لوله اگر درست انجام نگیرد یا هر نوع نقض در خطوط ایمپالس یا ترانسمیتر اختلاف فشار ، باعث می گردد که قرائت درستی انجام نگیرد. اگر فرآیند وضعیت مناسبی داشته باشد یعنی دما و فشار کار بیش از حد نباشد ، این روش کاملاً مناسب است.
در مواردی که شرایط بحرانی تر باشد ، اتصالات فرآیند روی مخزن معمولاً از اسپاد( spud) فلنج استفاده می شود و اتصال ترانسمیتر اختلاف فشار از دیافراگم استفاده می شود (شکل بالا) ، که محیط داخلی فرآیند را ایزوله نگه می دارد و فشار از طریق یک مایع پر کننده غیر قابل فشرده در داخل خطوط ایمپالسی که به فلنج ها متصل است منتقل می شود. اگرچه این امر در محافظت از فرآیند و ترانسمیتر اختلاف فشار بسیار موثر است ، اما وجود لوله های حاوی مایع در خطوط ایمپالس (از دیافراگم تا ترانسمیتر اختلاف فشار) ، چندین عارضه جانبی را ایجاد می کنند که می تواند بر دقت خواندن تأثیر بگذارد.
مشکلات خطوط ایمپالس
بسته به ارتفاع مخزن ، شیر در قسمت بالا می تواند با ترانسمیتر اصلی فاصله زیادی داشته باشد. در این شرایط ، وزن مایع خط ایمپالس نیز فشار خود را ایجاد می کند و اندازه گیری فشار فضای بالایی مخزن را دچار اختلال می کند. به طور طبیعی سازوکارهایی برای کاهش این مشکل وجود دارد ، که به طور کلی شامل روش هایی برای جبران معایب خطوط ایمپالس است.
خطوط ایمپالس پر از مایع نیز مشکلات مختلفی را در رابطه با اختلاف دما به وجود می آورد. اگر فرآیند داغ باشد ، مایع پر کننده باید توانایی تحمل دمای بالا را بدون بخار شدن را داشته باشد. با توجه به تحمل دمای زیاد مایعات خاص ، این معمولاً مشکلی ایجاد نمی کند ، اما این مایعات در دمای معمولی محیط چسبناک می شوند. در نتیجه ، برخی از خطوط ایمپالس برای جلوگیری از سرد و چسبناک شدن مایع درون خود برای انتقال داده ها به محض خروج از گرمای فرآیند ، به ردیابی گرمایی در محیط های سرد نیاز دارند.
ساده سازی تاسیسات با حفظ اطمینان مهار فرآیند اغلب با خلاص شدن از خط فشار طولانی از شیر فضای فوقانی آغاز می شود. یک رویکرد بسیار موثر از یک ترانسمیتر فشار دوم نصب شده در بالای مخزن (شکل بالا سمت راست) به عنوان یک سنسور الکترونیکی از راه دور (ERS) برای اندازه گیری فشار روبه رو و ارسال داده ها به صورت الکترونیکی به ترانسمیتر اختلاف فشار اصلی در پایین استفاده می شود. پس این خط فشار طولانی و تمام مشکلات ناشی از آن را از بین می رود.
استفاده همزمان از دو ترانسمیتر فشار به طور همزمان ایده جدیدی نیست ، اما تهیه چنین تنظیماتی برای تأمین درجه دقت کافی برای کنترل فرآیند یا مدیریت موجودی نیاز به ترانسمیتر های مدرن با دقت بالا دارد. اگر فرآیندی با فشار 100 psi تحت فشار قرار گیرد و مخزن دارای 10 فوت آب باشد ، ترانسمیتر های بالا و پایین به ترتیب 100.00 psi و 104/104 psi را می خوانند. برای اندازه گیری سطح ، هر دو قرائت باید در یک محدوده تحمل فشرده قرار بگیرند و این فقط با ترانسمیتر های همسان با قابلیت تکرارپذیری بالا امکان پذیر است. با تحمل ± 1٪ ، میزان قرائت سطح می تواند از 91 تا 149 اینچ را نشان دهد ، بنابراین نیاز به دقت بالا است. این روش محدوده تحمل را با کسری از درصد فراخوانی می کند که خوشبختانه با ترانسمیتر های پیشرفته و مدرن امکان پذیر است.
اندازه گیری سطح مایعات با استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار
سطح مایعات در یک لوله را می توان مستقیم یا استنباطی اندازه گیری کرد. نمونه هایی از اندازه گیری سطح مستقیم شامل فن آوری های اندازه گیری از جمله روش های شناور ، مغناطیسی ، راداری ، اولتراسونیک و لیزر و … است. وزن و اختلاف فشار سطح را به طور استنباطی اندازه گیری می کنند. همه این روش ها دارای مشکلاتی هستند که می توانند به طور بالقوه روی اندازه گیری سطح تأثیر بگذارند.
فناوری اندازه گیری سطح از طریق اختلاف فشار با اندازه گیری فشار تولید شده توسط مایع در مخزن ، سطح مایع را اندازه گیری می کند. به عنوان مثال ، یک سطح آب که 1000 میلی متر بالاتر از خط مرکزی دیافراگم ترانسمیتر اختلاف فشار است ، فشار 1000 میلی متر ستون آب (1000 mmWC) را در دیافراگم ایجاد می کند. به همین ترتیب ، سطح 500 میلی متر 500 میلی وات گرم تولید می کند. کالیبراسیون این ترانسمیتر اختلاف فشار برای 0 تا 1000 mmWC به شما امکان می دهد تا سطح آب 0 تا 1000 میلی متر را اندازه گیری کند.
توجه داشته باشید که این مثال فرض می کند که مایع آب است. مایعات با وزن مخصوص دیگر اختلاف فشار های دیگری ایجاد می کنند و باعث اندازه گیری های نادرست می شوند. با ادامه مثال قبلی ، همان سطح 500 میلی متری مایع دیگر با وزن مخصوص 1.10 در شرایط کارکرد در مخزن فوق باعث ایجاد 550 mmWC فشار در ترانسمیتر می شود. بدین ترتیب ، ترانسمیتر اختلاف فشار کالیبره شده برای آب ، 50 میلی متر بالاتر از سطح واقعی 500 میلی متر مایع اندازه گیری می کند. برعکس ، اگر مایع دارای وزن مخصوصی باشد که کمتر از آب باشد ، اندازه گیری این ترانسمیتر کمتر از سطح واقعی است. این مثال نشان می دهد که فناوری اختلاف فشار سطح را اندازه گیری نمی کند ، بلکه سطح را استنباط می کند.
با این سه محاسبه چیزی از بین نخواهد رفت زیرا می توان کالیبراسیون ترانسمیتر اختلاف فشار را تغییر داد تا وزن مخصوص دیگری را جبران کند. این روش برای محاسبه کالیبراسیون جدید برای نصب ساده و پیچیده تر مفید است.
شکل بالا مخزن را در هر دو سطح 0٪ و 100٪ نشان می دهد. فشار تولید شده توسط مایع در دیافراگم ترانسمیتر سطح ، ارتفاع مایع برابر وزن مخصوص آن مایع است. بنابراین ، ترانسمیتر باید از 0 تا 1100 mmWC کالیبره شود تا سطح مایع از 0 میلی متر تا 1000 میلی متر اندازه گیری شود.
یک برنامه تا حدودی پیچیده تر در شکل بالا نشان داده شده است. در این برنامه ، به دلایل فرآیند ، ما باید اندازه گیری را از 200 میلی متر تا 1000 میلی متر بالای نازل انجام دهیم. علاوه بر این ، ترانسمیتر 500 میلی متر زیر نازل قرار دارد. توجه داشته باشید که تکنیک شرایط ترسیم در سطح 0٪ و 100٪ همان است که در شکل اول انجام شده است. در سطح 0٪ ، فشار در ترانسمیتر 1.10 (500 +200 mm) یا 770 mmWC است. در سطح 100٪ ، فشار در ترانسمیتر 1.10 (500 + 1000 mm) یا 1650 mmWC است. بنابراین ، ترانسمیتر باید بر روی 770 تا 1650 mmWC کالیبره شود تا سطح مایع 200 میلی متر تا 1000 میلی متر بالای نازل اندازه گیری شود.
شکل بالا استفاده از یک ترانسمیتر اختلاف فشار با استفاده از Diaphragm Seal برای حس فشار در نازل های یک ظرف تحت فشار را نشان می دهد. در این کاربرد ، دیافراگم فشار کم در بالای مایع قرار دارد تا فشار استاتیک موجود در مخزن را جبران کند. از دیگر عوارض می توان به تراکم مایع پر کننده مایع و مویرگی و سطح 0 و 100٪ اشاره کرد که با موقعیت نازل مطابقت ندارند.
با استفاده از تکنیک های مشابه نمونه های قبلی ، در سطح 0٪ ، فشارها در دو طرف بالا و پایین ترانسمیتر اختلاف فشار {1/10 (200 میلی متر) + (3 بار)} و {1.05 (1300 میلی متر) + (3) است میله)} به ترتیب بنابراین ، ترانسمیتر اختلاف فشار سمت بالا را از سمت پایین کم می کند و اندازه گیری {1.10 (200 میلی متر) + (3 بار)} منهای {1.05 (1300 میلی متر) + (3 بار)} یا 1145- mmWC را نشان می دهد.
در سطح 100٪ ، فشار در دو طرف بالا و پایین ترانسمیتر اختلاف فشار به ترتیب {1.10 (1000 میلی متر) + (3 بار)} و {1.05 (1300 میلی متر) + (3 بار)} است. به طور مشابه ، ترانسمیتر اختلاف فشار سمت بالا را از سمت پایین کم می کند تا اندازه گیری {1.10 (1000 میلی متر) + (3 بار)} منهای {1.05 * (1300 میلی متر) + (3 بار)} یا 265- میلی متر آب را نشان می دهد. بنابراین ، ترانسمیتر اختلاف فشار باید از 1145 mmWC تا 265- mmWC درجه بندی شود تا سطح مایع 200 تا 1000 میلی متر بالای نازل پایین اندازه گیری شود. توجه داشته باشید که فشار استاتیک موجود در مخزن تأثیری در کالیبراسیون ندارد زیرا در هر دو طرف ترانسمیتر اختلاف فشار در جایی ظاهر می شود که به طور موثر لغو می شود. تجزیه و تحلیل بیشتر همچنین نشان می دهد که قرار دادن ترانسمیتر اختلاف فشار در ارتفاعات مختلف تأثیری در کالیبراسیون ندارد.
از همین روش ها می توان برای تعیین کالیبراسیون برای اندازه گیری سطح رابط استفاده کرد. توجه داشته باشید که این روش ها شامل استفاده از هیدرولیک برای نصب و استفاده از آن است. در هیچ کجا از عباراتی مانند ارتفاع ، حذف و اسپن استفاده نمی کنیم. استفاده از این اصطلاحات می تواند به راحتی اوپراتور را گیج و گمراه کند.
شرکت مهندسین یارا رهاورد آریانا (میراکو) با تامین انواع ترانسمیتر فشار و ترانسمیتر اختلاف فشار از برترین برند های جهان آماده مشاوره ، تامین و تجهیز شرکت ها و پتروشیمی های سراسر کشور می باشد.
برای اطلاع از محصولات و خدمات شرکت مهندسین یارا رهاورد آریانا (میراکو) می توانید با مراجعه به سایت ما اطلاع دقیق تری در این زمینه کسب نمایید و همچنین از طریق راه های ارتباطی با ما در ارتباط باشید.
برای سفارش و خرید محصولات ترانسمیتر فشار و خرید محصولات ترانسمیتر اختلاف فشار و یا همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
