औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों में स्तर नियंत्रण

कई स्वचालन प्रणालियों को स्तर माप की आवश्यकता होती है। और ऐसे कई उद्योग हैं जहां स्तर मापन की आवश्यकता है। आज कई स्तरीय सेंसर हैं जो आपको एक निश्चित सामग्री के टैंक में मात्रा से संबंधित कई भौतिक मात्राओं को मापने की अनुमति देते हैं।

प्रथम स्तर के सेंसर केवल तरल पदार्थों के साथ काम करते थे, लेकिन अब, अग्रिमों के लिए धन्यवाद, थोक सामग्री के लिए सेंसर हैं। स्तर मीटर और स्तर स्विच आपको स्तर की लगातार निगरानी करने और नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं कि सामग्री निर्दिष्ट स्तर तक पहुंचती है या नहीं। इस लेख में हम आधुनिक स्तर के मीटरों के प्रकारों पर ध्यान केन्द्रित करेंगे।

आज, स्तर संवेदक तरल पदार्थ और थोक सामग्री और यहां तक ​​कि गैसों दोनों के साथ काम कर सकते हैं, और सामग्री कंटेनर और पाइपलाइन दोनों में स्थित हो सकती है। सेंसर को संपर्क और गैर-संपर्क में विभाजित किया गया है, और स्थापना की विधि के अनुसार, उन्हें पाइपलाइन या कंटेनर के शरीर में मापा सामग्री के साथ या मापा सामग्री के ऊपर स्थापना के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।

प्रथम स्तर के सेंसर एक फ्लोट के सरल सिद्धांत पर काम करते थे और सामग्री के साथ संपर्क बंद करने की एक विधि का इस्तेमाल करते थे। अब सेंसर में सुधार हुआ है, उनके डिजाइन में सर्किट होते हैं जो कई अतिरिक्त कार्य प्रदान करते हैं, जैसे कि मात्रा मापना, प्रवाह दर, सीमा तक पहुंचने पर संकेत देना आदि। माप परिणामों को संसाधित और संग्रहीत किया जा सकता है।

चाहे उद्योग तरल, चिपचिपा, गैसीय, मुक्त-प्रवाह, चिपचिपा, पेस्टी सामग्री संभालता हो, हमेशा सही वातावरण के लिए सही स्तर का सेंसर होता है। पानी, समाधान, क्षार, एसिड, तेल, तेल, ईंधन और स्नेहक, प्लास्टिक के दाने - आवेदन का दायरा बहुत व्यापक है, और विभिन्न भौतिक सिद्धांतों पर आधारित सेंसर आपको विशिष्ट परिस्थितियों और लगभग किसी भी कार्य के लिए उपयुक्त चुनने की अनुमति देते हैं।

सेंसर हार्डवेयर में दो भाग होते हैं: स्वयं सेंसर और डेटा विज़ुअलाइज़ेशन टूल। संपर्क और गैर-संपर्क सेंसर, निरंतर परिवर्तन और सीमा ट्रैकिंग - सेंसर क्षमताओं की सीमा आज काफी समृद्ध है।

आपके द्वारा चुने गए सेंसर का प्रकार औद्योगिक प्रक्रिया की बारीकियों और उस वातावरण से निर्धारित होता है जिसमें सेंसर काम करेगा। विज़ुअलाइज़ेशन टूल के साथ, माप प्रक्रिया उत्पाद-स्तर की जानकारी का विश्लेषण करने के लिए ग्राफ़ उत्पन्न कर सकती है, जिससे स्वचालन में बहुत सुविधा होती है।

प्राकृतिक और कृत्रिम जलाशयों में बल्क सामग्री या तरल पदार्थ के स्तर की निरंतर निगरानी के लिए लेवल मीटर का उपयोग किया जाता है। वे कुछ मिलीसेकंड से दसियों सेकंड के रिज़ॉल्यूशन के साथ स्तर को मापते हैं।

उनका उपयोग जलीय घोल, अम्ल, क्षार, अल्कोहल आदि के साथ-साथ थोक सामग्री के स्तर की निगरानी के लिए किया जाता है।वे संपर्क और गैर-संपर्क हैं, और भौतिक सिद्धांतों के अनुसार वे पूरी तरह से विविध हैं। आइए प्रत्येक प्रकार को अधिक विस्तार से देखें।

माइक्रोवेव रडार स्तर गेज

उनका उपयोग स्तर की निरंतर निगरानी के लिए किया जाता है, वे सार्वभौमिक हैं। काम दो मीडिया के बीच इंटरफेस से एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रतिबिंब की घटना का उपयोग करता है। तरंगों की आवृत्ति 6 ​​से 95 गीगाहर्ट्ज तक होती है, और यह जितनी अधिक होती है, उतनी ही कम होती है ढांकता हुआ स्थिरांक मापी गई सामग्री, उदाहरण के लिए पेट्रोलियम उत्पादों के लिए, तरंगों की आवृत्ति अधिकतम होनी चाहिए। लेकिन परावैद्युतांक 1.6 से अधिक नहीं होना चाहिए।

चूंकि सेंसर एक रडार की तरह काम करता है, यह हस्तक्षेप से डरता नहीं है, और तरंगों की उच्च आवृत्ति पोत में दबाव और तापमान के परजीवी प्रभाव को कम करती है। ऐसी उच्च ऑपरेटिंग आवृत्तियों वाले रडार सेंसर धूल, वाष्प और फोम के प्रतिरोधी हैं।

सेंसर एंटीना के प्रकार और आकार के आधार पर, डिवाइस की सटीकता भिन्न हो सकती है। एंटीना जितना बड़ा और चौड़ा होगा, सिग्नल उतना ही मजबूत और सटीक होगा, रेंज जितनी अधिक होगी, रिजॉल्यूशन उतना ही बेहतर होगा। माइक्रोवेव राडार सेंसर की सटीकता 1 मिमी के भीतर है, वे +250 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काम कर सकते हैं और 50 मीटर तक के स्तर को माप सकते हैं।

रडार स्तर मीटर का उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है जहां भारी मात्रा में सामग्री का संचालन किया जाता है: निर्माण में, लकड़ी के काम में, रासायनिक उद्योग में, खाद्य उद्योग में, प्लास्टिक, कांच और चीनी मिट्टी के उत्पादन में। वे तरल पदार्थ के स्तर को मापने के लिए भी लागू होते हैं।

ध्वनिक मापने के उपकरण

ध्वनिक तरंगों का उपयोग किया जाता है, जो देखे गए पदार्थ द्वारा परिलक्षित होने पर प्राप्त और संसाधित होती हैं।सॉफ्टवेयर नकली गूँज का पता लगाकर वांछित संकेत को फ़िल्टर करता है।

संकेत एक शक्तिशाली नाड़ी के साथ प्रेषित होता है, इसलिए नुकसान और क्षीणन न्यूनतम होता है। तापमान के आधार पर, सिग्नल की भरपाई की जाती है और एक चौथाई प्रतिशत के भीतर सटीकता उच्च रहती है। सेंसर को लंबवत या कोण पर लगाया जाता है। परिवर्तन का स्तर 60 मीटर तक हो सकता है। ऑपरेटिंग तापमान +150 ºС तक। विस्फोट विरोधी।

ध्वनिक मैनोमीटर का उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है, क्रेन लोडिंग ऑटोमेशन सिस्टम और सेप्टिक टैंक में सीवेज लेवल मॉनिटरिंग सिस्टम से लेकर चॉकलेट निर्माण तक।

अल्ट्रासोनिक स्तर मीटर

दो मीडिया के बीच इंटरफेस से परावर्तित अल्ट्रासोनिक कंपन प्राप्त होते हैं और सिग्नल भेजे जाने और प्राप्त होने के बीच का समय अंतराल मापा जाता है। असततता कुछ सेकंड है, यह हवा में ध्वनि की परिमित गति के कारण है। अधिकतम माप स्तर 25 मीटर तक पहुंचता है।

सॉफ़्टवेयर आपको सेंसर को उस अवधि के दौरान बंद करने के लिए पूर्व-कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देता है जब कोई तंत्र उसके नीचे से गुजरता है, उदाहरण के लिए एक सरगर्मी ब्लेड। कंप्यूटर से सेंसर को नियंत्रित करना संभव है। सामग्री के ऊपर या एक कोण पर लंबवत रूप से स्थापित। एक प्रतिशत के एक चौथाई के भीतर सटीकता। ऑपरेटिंग तापमान +90 ºС तक। विस्फोट विरोधी।

सीमेंट संयंत्रों से लेकर रासायनिक और खाद्य उद्योगों तक, कई क्षेत्रों में थोक सामग्री के स्तर की निगरानी के लिए अल्ट्रासोनिक स्तर मीटर का उपयोग किया जाता है।

हीड्रास्टाटिक स्तर गेज

कंटेनर के तल पर तरल दबाव को मापें। संवेदनशील तत्व का विरूपण विद्युत संकेत में परिवर्तित हो जाता है। अंतर दबाव को मापते समय, वातावरण से संबंध आवश्यक है।पेस्ट आदि के लिए पानी और अन्य गैर-आक्रामक तरल पदार्थों के साथ काम करने के लिए उपयुक्त है। यह खुले और बंद कमरे, पूल, कुएं आदि दोनों में काम कर सकता है।

दबाव की मात्रा तरल के घनत्व और टैंक में इसकी मात्रा, तरल स्तंभ की ऊंचाई पर निर्भर करती है। स्तर गेज सबमर्सिबल या नियमित हो सकता है - या तो एक केशिका ट्यूब को वायुमंडल के संपर्क के लिए हटा दिया जाता है, या ट्रांसमीटर को सीधे टैंक के तल में काट दिया जाता है।

स्थापना के दौरान, टैंक में पंप किए जाने पर तरल प्रवाह के दबाव के गलत निर्धारण को बाहर करना आवश्यक है। एक प्रतिशत के एक चौथाई के भीतर सटीकता। ऑपरेटिंग तापमान +125 ºС तक।

हाइड्रोस्टेटिक स्तर मीटर व्यापक रूप से टैंकों में रासायनिक उद्योग में, कुओं में आवास और सांप्रदायिक सेवाओं में उपयोग किए जाते हैं, खाद्य उद्योग में वे तरल उत्पादों के साथ कंटेनरों से लैस होते हैं, धातु विज्ञान में, दवा उद्योग में, पेट्रोलियम उद्योग में, आदि।

कैपेसिटिव लेवल मीटर

संवेदक जांच और प्रवाहकीय टैंक दीवार एक बनाते हैं संधारित्र प्लेटें... एक प्रवाहकीय दीवार के बजाय, एक विशेष पाइप का उपयोग जांच जांच या दूसरी अलग जमीनी जांच पर लगाने के लिए किया जा सकता है। प्लेटों के बीच का पदार्थ संधारित्र के ढांकता हुआ-वायु या सामग्री के रूप में कार्य करता है जिसका स्तर मॉनिटर किया जाता है।

जाहिर है, जब टैंक भर जाता है, तो कैपेसिटर की विद्युत क्षमता धीरे-धीरे बदल जाएगी। एक खाली टैंक के साथ, विद्युत क्षमता का एक निश्चित मूल्य होगा, और वायु विस्थापन की प्रक्रिया में यह बदल जाएगा। टैंक में उत्पाद बढ़ाने से सेंसर और टैंक द्वारा गठित कैपेसिटर की धारिता बदल जाती है।

सेंसर इलेक्ट्रॉनिक्स समाई में परिवर्तन को स्तर में परिवर्तन में परिवर्तित करते हैं।यदि टैंक का आकार असामान्य है, तो दूसरी जांच का उपयोग किया जाता है, क्योंकि गठित संधारित्र की प्लेटें लंबवत स्थित होनी चाहिए। अधिकतम स्तर 30 मीटर तक पहुंचता है। सटीकता एक प्रतिशत के एक तिहाई से कम नहीं है। मॉडल के आधार पर ऑपरेटिंग तापमान +800 ºС तक। देरी का समय समायोज्य है।

कैपेसिटिव लेवल सेंसर का उपयोग मुख्य रूप से कई क्षेत्रों में तरल पदार्थ के स्तर की निगरानी के लिए किया जाता है जहां उत्पाद का एक निश्चित स्तर बनाए रखना आवश्यक होता है: पेय पदार्थों के उत्पादन में, घरेलू रसायनों में, जल उत्पादन संयंत्रों में, कृषि में, आदि।

चुंबकीय स्तर गेज

चालक पर एक स्थायी चुंबक तैरता है। चालक के अंदर चुंबकीय रूप से संवेदनशील स्विच स्थापित होते हैं। टैंक को भरते या खाली करते समय स्विच का क्रमिक संचालन अलग-अलग हिस्सों में करंट को बदलने का कारण बनता है।

सिद्धांत इतना सरल है कि इन स्तर मीटरों को समायोजन की आवश्यकता नहीं होती है और इसलिए सस्ते और लोकप्रिय होते हैं। तरल के घनत्व से ही प्रतिबंध लगाए जाते हैं। ऑपरेटिंग तापमान +120 ºС तक। शिफ्ट की सीमा 6 मीटर है।

चुंबकीय दाबमापी कई उद्योगों में तरल स्तर माप के लिए एक लागत प्रभावी समाधान है।

माइक्रोवेव रिफ्लेक्स मीटर

रडार मापने वाले उपकरणों के विपरीत, यहां लहर खुली हवा में नहीं, बल्कि उपकरण की जांच के साथ फैलती है, जो रस्सी या छड़ी हो सकती है। तरंग नाड़ी अलग-अलग ढांकता हुआ स्थिरांक वाले दो मीडिया के बीच इंटरफेस से प्रतिबिंब से गुजरती है और वापस लौटती है, और संचरण के क्षण और रिसेप्शन के क्षण के बीच का समय इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा तय किया जाता है और एक स्तर मूल्य में परिवर्तित हो जाता है।

वेवगाइड का उपयोग धूल, झाग, उबलने के परजीवी प्रभाव के साथ-साथ परिवेश के तापमान के प्रभाव से बचाता है। मापा माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक 1.3e से कम नहीं होना चाहिए।

परावर्तक स्तर के गेज का उपयोग किया जा सकता है जहां विकिरण पैटर्न के कारण रडार काम नहीं कर सकता है, उदाहरण के लिए संकीर्ण लम्बे टैंकों में। माप सीमा 30 मीटर। ऑपरेटिंग तापमान +200 ºС तक। 5 मिमी के भीतर सटीकता।

रिफ्लेक्स माइक्रोवेव स्तर ट्रांसमीटरों का उपयोग गैर-प्रवाहकीय और प्रवाहकीय तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों के स्तर की निरंतर निगरानी के साथ-साथ उनके द्रव्यमान और मात्रा को मापने के लिए किया जा सकता है। कई उद्योगों में लागू।

बाईपास स्तर ट्रांसमीटर

पोत के किनारे एक मापने वाला स्तंभ स्थित है। तरल ट्यूब भरता है और इसका स्तर मापा जाता है। पोत संचार का सिद्धांत। एक चुंबक ट्यूब में तरल की सतह पर तैरता है, और ट्यूब के पास एक मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव सेंसर तैरता है जो चुंबक की दूरी को वर्तमान सिग्नल में परिवर्तित करता है।

ट्यूब में विभिन्न रंगों की संकेतक प्लेटें होती हैं जो चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में अपनी स्थिति बदलती हैं। इस तथ्य के कारण कि बाहरी वातावरण के साथ तरल का कोई संपर्क नहीं है, बायपास ट्रांसमीटर खाद्य और दवा उद्योगों में लागू होते हैं। माप स्तर सीमा 3.5 मीटर तक। सटीकता 0.5 मिमी के भीतर। ऑपरेटिंग तापमान +250 ºС तक।

बाईपास मापने के उपकरण तब लागू होते हैं जब तरल स्तर के दृश्य नियंत्रण की आवश्यकता होती है: थर्मल पावर उद्योग में, रासायनिक उद्योग में, आवासीय क्षेत्र में, बिजली उद्योग में, खाद्य उद्योग में और तेल और गैस उद्योग में।

मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव लेवल ट्रांसमीटर

लचीली या कठोर मार्गदर्शिका में अंतर्निर्मित चुंबक के साथ एक फ्लोट होता है। कंडक्टर के साथ एक वेवगाइड स्थित है, जिसके चारों ओर कॉइल के माध्यम से वर्तमान दालों द्वारा एक रेडियल चुंबकीय क्षेत्र उत्तेजित होता है। जब यह चुंबकीय क्षेत्र फ्लोट के स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र से टकराता है, तो मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव वेवगाइड अत्यधिक गतिशील प्लास्टिक विरूपण से गुजरता है।

इस विकृति के परिणामस्वरूप, अल्ट्रासोनिक तरंग वेवगाइड के साथ फैलती है और एक छोर पर एक इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसड्यूसर द्वारा तय की जाती है। ट्रिगर पल्स के तत्काल के दौरान तुलना और विरूपण पल्स की घटना का समय फ्लोट का स्थान निर्धारित करता है। माप स्तर की सीमा 15 मीटर तक पहुंच जाती है। 1 मिमी के भीतर सटीकता। ऑपरेटिंग तापमान +200 ºС तक।

मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव मैनोमीटर का उपयोग रासायनिक उद्योग में तरल खाद्य पदार्थों और ईंधन के स्तर की निगरानी के लिए खाद्य उद्योग और धातु विज्ञान में फोमिंग तरल पदार्थ के स्तर की निगरानी के लिए किया जाता है।

बहुत सारे स्तर गेज

एक ड्रम पर एक केबल या टेप घाव से एक भार जुड़ा होता है। टैंक कवर पर सेंसर स्थापित करते समय, टैंक में लोड कम करना संभव हो जाता है। इलेक्ट्रिक मोटर ड्रम को घुमाती है और भार केबल के नीचे उतरता है। जब वजन मापी जाने वाली सामग्री की सतह को छूता है, तो रस्सी में तनाव मुक्त हो जाता है और यह सामग्री के स्तर का संकेत देता है। रस्सी फिर से ड्रम के चारों ओर घूमती है, भार को वापस ऊपर उठाती है।

इलेक्ट्रॉनिक्स ड्रम के क्रांतियों की संख्या के आधार पर स्तर की गणना करता है। 20 किलो प्रति एम 3 के घनत्व वाले पदार्थों का पता लगाने के लिए, ऐसा सेंसर उपयुक्त है। माप स्तर सीमा 40 मीटर तक।संशोधन के आधार पर सटीकता 1 से 10 सेमी तक। माप अंतराल उपयोगकर्ता द्वारा निर्धारित किया जाता है और 6 मिनट से 100 घंटे तक हो सकता है। ऑपरेटिंग तापमान +250 ºС तक।

स्वचालित प्रणालियों में थोक सामग्री के स्तर को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न उद्योगों में मल्टी-बैच मीटर का उपयोग किया जाता है।