Die genaue Messung und Überwachung von Flüssigkeitsständen ist eine wichtige Aufgabe, die bei der Auswahl der geeigneten Methode für das jeweilige Medium und den jeweiligen Behälter sorgfältig abgewogen werden muss. Es ist wichtig, eine Methode zu wählen, die gut auf die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit und die spezifischen Merkmale des Behälters abgestimmt ist.
Im Allgemeinen gibt es sechs Hauptmethoden zur Messung und Überwachung von Flüssigkeitsständen. Da jede Methode ihre eigenen Vorteile und potenziellen Nachteile hat, ist es wichtig zu prüfen, welcher Ansatz für die jeweilige Anwendung am besten geeignet ist.
Diese Methoden unterscheiden sich in Bezug auf:
- Genauigkeit
- Eignung für verschiedene Flüssigkeitstypen
- Einfache Installation
- Anforderungen an die Wartung
1. Kontinuierliche Schwimmer-Transmitter
Schwimmersensoren Diese Füllstandsmessgeräte arbeiten mit einem Schwimmer, der in oder auf der Flüssigkeit an einer Stange, einer Art Messstab, aufgehängt ist und eine Schwingung über die Stange an einen Sensor weiterleitet.
Es gibt zwei Haupttypen. Bei magnetostriktiven Konstruktionen trägt der Schwimmer einen Magneten, der den vom Sensor über die Stange gesendeten elektrischen Impuls unterbricht. Die Rückvibration (Dehnungsimpuls) wird zeitlich gemessen und der Füllstand des Schwimmers bestimmt.
Resistive Füllstandssensoren verwenden die gleiche Stangen- und Magnetschwimmerkonstruktion, jedoch enthält die Stange nun Reedschalter mit Widerständen. Wenn der Schwimmer steigt und fällt, schließen diese Schalter und verändern den Widerstand des Stromkreises. Der Widerstand gibt dem Sensor die Position des Schwimmers an.
Ein zweiter Satz Schwimmer und Sensoren kann installiert werden, um die Füllstände von zwei verschiedenen Flüssigkeiten zu messen. Wenn Sie beispielsweise einen unterirdischen Lagertank auf Wasserlecks überprüfen möchten, könnten zwei Sensoren verwendet werden, um festzustellen, ob eine Flüssigkeit (Öl) auf einer zweiten Flüssigkeit (Wasser) schwimmt.
Diese Messungen sind genau. Ein Vorteil der Schwimmermessung ist ihre Genauigkeit in schäumenden Medien. Berührungslose Technologien wie Ultraschall können unter diesen Bedingungen zu falschen Messwerten führen.
Die erforderliche Berührung hat jedoch Nachteile. Möglicherweise möchten Sie das Medium nicht berühren. Die Materialien Ihrer Stange oder Schwimmer sind möglicherweise nicht mit dem Medium kompatibel. Temperatur- und Auftriebsprobleme können die Genauigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen. Schließlich kann die Verdrängung der Schwimmer und Stäbe in viel kleineren Behältern zu ungenauen Ergebnissen führen.
Kontinuierliche Schwimmer-Füllstandstransmitter sind für typische Anwendungen geeignet und genau.
2. Differenzdrucktransmitter
Druckmessumformer Differenzdruck-Transmitter finden in vielen Anwendungen breite Verwendung und können zur Bestimmung von Flüssigkeitsständen eingesetzt werden, indem sie in ihrer üblichen Konfiguration die Differenz zwischen dem Druck am Niederdruckanschluss und dem Druck am Hochdruckanschluss ermitteln.
Die Druckdifferenz wird zu einem Ausgangssignal, das durch Kalibrierung einen Flüssigkeitsstand anzeigt.
3. Wägezellen
Wägezellen Eine Wägezelle ist ein Messumformer, der Gewicht, mechanische Kraft oder Last misst und ein Ausgangssignal erzeugt, das Daten weiterleitet, die in einen Flüssigkeitsstand umgerechnet werden.
Der Messbereich der Technologien reicht von sehr kostengünstigen Standardprodukten bis hin zu kundenspezifischen, einfach zu installierenden Produkten, von leicht verfügbaren bis hin zu komplexen Produkten. Ihre Anwendungen bestimmen die Eignung und Kosteneffizienz.
Die Flüssigkeitsüberwachung ist in der Regel weniger komplex. Die Kraft ist unidirektional, statisch und repetitiv.
Es gelten Temperaturunterschiede und die Probleme mit Kontakttechnologien.
4. Radar-Transmitter für den Füllstand
Radarsensoren mit geführter Welle Radar ist ein berührungsloses Verfahren, bei dem ein elektromagnetischer Impuls von einer Flüssigkeitsoberfläche reflektiert wird und die Zeit gemessen wird, die der Impuls benötigt, um zum Sensor zurückzukehren.
Je schneller der Impuls zurückkehrt, desto höher ist der Füllstand der Flüssigkeit.
Die berührungslose Messung hat den Vorteil, dass die Eigenschaften des Mediums weniger einschränkend sind. Radar funktioniert jedoch am besten in Metallbehältern. Der Behälter kann die Verwendung dieser Technologie für bestimmte Medien einschränken.
Stark korrosive Medien würden beispielsweise nicht in einem Stahlbehälter gelagert werden. Aus diesem Grund ist Radar möglicherweise nicht die beste Wahl.
Die Radarsensorik erfordert eine gewisse Installation. Die Software muss installiert werden, damit Sie das Gerät kalibrieren können.
Durch die Kalibrierung werden falsche Echos aus dem Inneren des Behälters eliminiert.
Diese Einschränkungen und Kalibrierungen bringen ein weiteres Problem mit sich: die Portabilität. Wenn Ihre Anwendung die Messung vieler Tanks oder einer dichteren Flüssigkeit unterhalb eines Schwimmniveaus erfordert, ist Radar möglicherweise nicht die beste Wahl.
Radarsensoren können verwendet werden, wenn die Prozessmaterialien brennbar oder verschmutzt sind und wenn die Zusammensetzung oder Temperatur des Dampfraums variiert. Ein Beispiel hierfür ist ein Bierbraukessel, in dem sich die Eigenschaften der Luft im Behälter ändern, wenn die Hefe mehr CO2 freisetzt und eine Schaumkrone oder Schaumschicht bildet. In dieser Anwendung funktioniert kein anderer Sensor.
5. Radiofrequenz (RF)-Kapazität
RF-Kapazitäts-Einzelpunkt-Füllstandsschalter Die RF-Technologie nutzt die elektrischen Eigenschaften von Kondensatoren in einem Behälter, um die Konturen der Oberfläche abzubilden. Ja, Konturen.
Diese Technologie kann daher zur Bestimmung des Füllstands von Granulaten, Schlämmen und sogar Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Dichten verwendet werden.
Das Gerät ähnelt der kontinuierlichen Schwimmer-Füllstandssonde. Anstelle von Magneten dient häufig die Behälterwand als zweiter Leiter. Mit dieser Methode wird der relevante Bereich, das Innere des Behälters, definiert, der von den beiden Leitern gemeinsam genutzt wird. Das Volumen wird letztendlich als Summe dieser Bereiche entlang der Sonde definiert.
Die Technologie basiert auf der elektrischen Kapazität, d. h. der Fähigkeit eines Leiters, eine elektrische Ladung zu speichern, die zwischen zwei Leitern besteht. Diese Kapazität wird auch durch das Medium, die zu messende nichtleitende Flüssigkeit oder die Materialien, beeinflusst.
Luft hat nur einen minimalen Einfluss auf die Kapazität der Sonde und der Behälterwand. Verschiedene Flüssigkeiten und Materialien haben relativ hohe Isolationseigenschaften.
Da die Sonde im Vergleich zu Luft erhöhte Isolationseigenschaften misst, signalisiert sie Flüssigkeit oder Material auf diesem Niveau. Sie signalisiert auch die relative Stärke der Isolationseigenschaft, was auf eine ungleichmäßige Verteilung an der Oberfläche hindeuten könnte.
Ein Nachteil dieser Technologie ist die Ansammlung von Flüssigkeit auf der Sonde. Ohne ordnungsgemäße Wartung und Reinigung kann es zu falschen Füllstandsmessungen kommen.
Die Konfiguration der richtigen Sonde und des richtigen Behälters ist für die Anwendung wichtig. Es sind kundenspezifische Ausführungen erhältlich, die für Ihre Anwendung geeignet sind.
6. Ultraschall-Füllstandssensoren und -Transmitter
Ultraschall-Transmitter Ähnlich wie Radar sind Ultraschallsensoren weniger empfindlich gegenüber Mediumseigenschaften und Behälterkonstruktionen. Es handelt sich praktisch um eine Point-and-Shoot-Technologie für Flüssigkeitsstände, bei der eine einzige Messung ausreicht.
Da es sich um eine berührungslose Technologie handelt, können Säuren, Druckchemikalien und sogar Abwasser problemlos gemessen werden.
Schlämme und schäumende Flüssigkeiten können die Genauigkeit dieser Technologie beeinträchtigen, wenn kein ausgefeilteres Verfahren zur Datenerfassung entwickelt wird.
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