Nguyên lý đo mức dùng để xác định mức chất lỏng trong bình chứa, bồn, tháp trong công nghiệp.
Vật liệu: có bốn loại vật liệu : chất rắn, chất lỏng, chất sệt, mặt cách ly.
Phương pháp đo : có nhiều phương pháp đo mức : thổi bọt khí, chênh áp, đo lực căng, phao nổi, công tắc khoảng hở, loadcell, độ dẫn điện, hạt nhân, radar, RF Admittance, siêu âm, sóng viba, ….
Kiểu đo: đo liên tục và đo điểm.
Vật liệu: có bốn loại vật liệu : chất rắn, chất lỏng, chất sệt, mặt cách ly.
Phương pháp đo : có nhiều phương pháp đo mức : thổi bọt khí, chênh áp, đo lực căng, phao nổi, công tắc khoảng hở, loadcell, độ dẫn điện, hạt nhân, radar, RF Admittance, siêu âm, sóng viba, ….
Kiểu đo: đo liên tục và đo điểm.
Những tác nhân của quá trình đo lường ảnh hưởng đến độ chính xác: áp suất, nhiệt độ, cánh khuấy, chất ăn mòn, bọt nổi, môi trường nguy hiểm và mức độ độc hại của hoá chất.
Những tác nhân ảnh hưởng khi thay đổi về vật liệu: tỷ trọng, thành phần hoá học, vật liệu bám dính, đặc tính về điện, …
Và không có kỹ thuật nào là hoàn hảo cho mọi ứng dụng. Dưới đây là một số ví dụ về các phương pháp đo:
2. Độ dẫn điện: rẻ, đơn giản hơn loại trên, không có bộ phận di chuyển, đo điểm, dùng cho chất lỏng dẫn điện, dễ bị ảnh hưởng bởi lớp vật liệu bám dính trên điện cực.
3. Chênh áp: thông dụng, đo liên tục, giá hợp lý, dễ lắp đặt nhưng thị phần càng ngày càng giảm. Dễ bị ảnh hưởng bởi tỷ trọng của vật liệu, không phù hợp khi đo các chất lỏng có dạng hột, khoảng đo nhỏ rất khó sử dụng, đặc biệt lưu ý đến sự ăn mòn của hoá chất.
4. Displacer: đo mức liên tục mặt cách ly, giới hạn mức dịch chuyển, rất ít các phần tử dao động. Khi tỷ trọng thay đổi phải hiệu chuẩn lại. Khi bị bám dính phải bù đầu vào, không tốt lắm trong ứng dụng đo mức có cánh khuấy. Khi dải đo tăng lên thì phí đầu tư cũng tăng lên đáng kể.
5. Công tắc khoảng hở: cấu trúc đơn giản, dễ lắp, chống được sự ảnh hưởng của bọt khí. chỉ dùng phát hiện mức dạng điểm, giới hạn về mức nhiệt độ.
6. Phao : Phương pháp này không giới hạn về mức cao của bồn, độ chính xác không cao, phí đầu tư thấp nếu không có phần hiển thị từ xa, giới hạn về mức áp suất làm việc. Cho kết quả đo liên tục & đo điểm. Khi đo điểm có thể đo được cả mặt cách ly. Đối với chất lỏng sệt +hột là không phù hợp, cánh khuấy cũng ảnh hưởng đến độ chính xác.
7. Loadcell: đo khối lượng, tiện dụng cho hầu hết các vật liệu chứa trên silo.
dễ ảnh hưởng bởi đá, băng tuyết cũng như sức gió.
8. RF Admittance: kỹ thuật mới cho việc đo điểm cũng như liên tục, dải áp suất nhiệt độ làm việc rộng, đo được mọi chất liệu. Khi hằng số điện môi của vật liệu thay đổi dẫn đến việc thay đổi cảm biến và bộ truyền phù hợp. Không bị ảnh hưởng bởi sự bám dính trên cảm biến.
9. Hạt nhân: đo không tiếp xúc, lắp bên ngoài bồn cần đo mức. Phù hợp với môi trường nhiệt độ áp suất cao, vật liệu ăn mòn. Giá cực cao, khi sử dụng phải có giấy phép sử dụng, chứng nhận và kiểm tra. Khả năng rò rỉ phóng xạ cũng là điều người sử dụng rất e ngại
10. Siêu âm: Kỹ thuật đo liên tục không tiếp xúc, không có phần tử dịch chuyển. Nhạy cảm về vị trí hơn các kỹ thuật khác. Ảnh hưởng bởi hơi nước, bọt khí, dải nhiệt độ và áp suất làm việc không cao cũng như cấu trúc bên trong bồn bể. Không thể hoạt động trong môi trường chân không.
11. Radar: đo mức liên tục với độ chính xác cao. bỏ qua hơi nước. Điều kiện làm việc giới hạn bởi dải áp suất làm việc thấp. Có thể đo được mức mặt cách ly.
Các cách đo mức chất lỏng và nguyên lý làm việc
Nhu cầu về những hệ thống tự động hóa xử lý tinh vi, sự nghiêm ngặt của những quy chuẩn trong điều khiển quá trình, và những yêu cầu ngày càng khắt khe trong môi trường đo mức khiến kỹ sư quá trình phải đi tìm những hệ thống đo mức tin cậy hơn, chính xác hơn. Kết quả đo chính xác cao hơn làm giảm thiểu những khả năng sai lệch trong quá trình xử lý hóa chất (đề cập trong bài viết này là hoá chất ở dạng lỏng), nâng cao chất lượng của sản phẩm đầu ra, giảm chi phí và lãng phí.
Những công nghệ đo mức tiên tiến hiện nay có thể giúp các kỹ sư dễ dàng tìm được thiết bị ưng ý, đáp ứng được những yêu cầu nêu trên.
Những công nghệ đo mức tiên tiến hiện nay có thể giúp các kỹ sư dễ dàng tìm được thiết bị ưng ý, đáp ứng được những yêu cầu nêu trên.
Thiết bị đo mức đơn giản và cổ nhất trong công nghiệp là một loại bình trong suốt. Là phương pháp đo thủ công truyền thống và nó có nhiều hạn chế: vật liệu của thiết bị có thể bị ăn mòn, chịu sự tác động của môi trường; con người phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường đo; có thể xảy ra tình trạng cháy, nổ dễ rò rỉ chất lỏng qua nắp, và cặn của chất lỏng có thể hạn chế tầm nhìn. Do có quá nhiều hạn chế, nên thiết bị này nhanh chóng bị các thiết bị công nghệ tiên tiến hơn thay thế.
Một thiết bị đo mức khác dựa vào trọng lực, đó là thước đo kiểu phao. Một chiếc phao đơn giản được thả nổi trên bề mặt chất lưu. Chiếc phao này chịu sự tác động từ lực của chất lưu và không khí phía trên làm nó nổi trên bề mặt và dao động theo mức chất lưu. Bên cạnh đó, một thiết bị khác cũng được sử dụng rộng rãi để xác định mức chất lưu đó là đầu đo thủy tĩnh.
Trên đây là những thiết bị đo mức đơn giản, đã quen thuộc với người sử dụng. Nhưng khi xuất hiện những nguyên tắc và ứng dụng đo mức trở nên phức tạp hơn, thì đây là lúc ngành công nghiệp đo mức chuyển mình với sự ra đời của những công nghệ mới sử dụng máy tính để tính toán.
Khi công nghệ đo mức gắn với công nghệ máy tính thì dữ liệu từ cảm biến truyền về hệ thống điều khiển và giám sát phải ở dạng máy có thể đọc được. Trong đó, những dạng tín hiệu đầu ra hữu dụng là dạng tín hiệu ở dạng điện mạch vòng (current loops), điện áp tương tự (analog voltages), và tín hiệu số (digital signals). Tín hiệu điện áp tương tự là dạng tín hiệu dễ thiết lập và giải mã, tuy nhiên nó lại dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn và yếu tố ngoại vi khác.
Tín hiệu điện mạch vòng 4-20 mA là dạng tín hiệu thông dụng ngày nay. Dạng tín hiệu này có thể truyền ở khoảng cách xa mà ít bị suy hao. Dạng tín hiệu số được mã hóa dưới dạng nghi thức bất kỳ (như Foundation Fieldbus, Hart, Honeywell DE, Profibus, and RS-232) là dạng tín hiệu khỏe nhất. Tuy nhiên, đối với những công nghệ cũ như RS-232 thì tín hiệu số chỉ có thể được truyền ở khoảng cách nhất định.
Còn đối với công nghệ không dây mới thì tín hiệu dưới dạng số có thể truyền được ở khoảng cách xa hơn nhiều mà hầu như không ảnh hưởng gì đến chất lượng tín hiệu truyền.
0 nhận xét: