Paljudes tööstusharudes kasutatakse vedelaid ja puistematerjale tehnoloogilise kandjana. Toodete reastootmise režiimides ja eriti automaatjuhtimisseadmetega on vajalik töömaterjalide parameetrite pidev jälgimine. Sellise juhtimise levinuim vahend on taseme mõõtmine, mille käigus jälgitakse ühe või teise mahtuvusliku seadme täituvusastet.
Tehnoloogia juurutamine
Sel juhul mõistetakse taseme all tehnoloogilise paigaldise (paak, reservuaar, paak, kolb) töökeskkonnaga täitmise kõrgust. Iseenesest on selle väärtuse tundmine vajalik tootmisprotsessi juhtimiseks ja kontrollimiseks. Eelkõige on sellised mõõtmised vajalikud toimingud keemia-, naftarafineerimis- ja toiduainetööstuses. Teades näiteks puhastatud õli kogumise paagi täitetaset, saab operaator määrata pumbapumba töö optimaalsed parameetridjaamad. Ja jällegi, paljud tööstused töötavad automatiseerimisel, nii et väljundandmeid saavad töödelda kontrollerid, mis isegi ilma operaatori osaluseta annavad täitevüksustele käske, võttes arvesse juhitava seadme täituvuse kohta saadud teavet.. Olenev alt konkreetsest tehnoloogilisest toimimisest ja arvestusnõuetest võivad erinevad taseme mõõtühikud muutuda – näiteks on olemas meetodid laia mõõtmisvahemikuga 0,5–20 m, aga ka spetsiaalsed laboratoorsed kontrollskeemid, mis võtavad arvesse kitsast vahemikku alates 0 kuni 500 mm. Otsene mõõtmine toimub füüsikaliste, elektromagnetiliste ja ultraheliseadmetega, millest mõned registreerivad ka keskkonna omadused – keemiline koostis, rõhk, temperatuur jne.
Visuaalsed juhtnupud
Lihtsaim viis probleemi lahendamiseks, mille puhul piisab standardse mõõtevahendi kasutamisest. Kasutatakse rulete, joonlaudu, vaateklaase ja muid seadmeid, mida põhimõtteliselt saab kasutada konkreetse tootmiskeskkonna antud tingimustes. Kõige tehnoloogilisem vahend seda tüüpi taseme mõõtmiseks on kaug- või möödaviigunäidik. See paigaldatakse paagi küljele keermestatud, äärik- või keevisühenduste abil. Näidustusprotsessi tagab läbipaistev toru, mis täitub, kui vedeliku tase sihtpaagis tõuseb. Moodsamatel möödavooludel kasutatakse magnetiga silindrilisi ujukeidnäidusüsteem. Kuid isegi sellist konstruktsiooni peetakse aegunuks, kuna juhtelektroonika ja automaatikaseadmetega liidestamise sidevõimalused on piiratud.
Ujukmõõtmismeetod
Samuti üks lihtsamaid traditsioonilisi viise vedela kandja täitetaseme reguleerimiseks. See põhineb ujuki asukoha fikseerimisel hooldatava vedeliku pinnal. Juhtimine toimub erinevate põhimõtete järgi - mehaaniline, magnetiline ja magnetostriktiivne. Liikumise käigus muutub ujuki ja seda juhtiva elemendi, näiteks jäig alt fikseeritud hoova vahelise ühenduse iseloom. Kinnitusnurk muutub ujuki tõusmisel, mis fikseeritakse mõõtesüsteemiga. Tavaliselt toimub seda tüüpi taseme mõõtmine sama nurga muundamisel elektrisignaaliks. Kõige sagedamini ei räägi me isegi konkreetsete näitajate arvestamisest, vaid konkreetse väärtuse saavutamise hetke registreerimisest. Teisisõnu, kui ujuk saavutab seatud kõrguse taseme, aktiveeritakse taseme lüliti. Lihtsaimates ahelates kontaktid sulguvad, mis toob kaasa teatud tehnoloogilised toimingud - näiteks vedelikupumba funktsioon seiskub.
Vedelike hüdrostaatilised mõõtmised
Selle tasememõõturisüsteemi peamine mõõtmistegur on hüdrostaatiline rõhk. See tähendab, et kasutatakse sobivate omadustega manomeetrit ja sukeldatavat rõhuandurit. Lisaks on kontrolli oluline tingimusanduri eraldamine töökeskkonnast ühelt poolt spetsiaalse membraaniga ja teisest küljest tuleb õhurõhk täiteainest kapillaartoite kaudu juhtida. Seda tüüpi tasemega mõõtmise käigus juhitakse ülerõhku, mille indikaator mõjutab ühtse signaali genereerimise omadusi. Samuti on manomeetriga ühendatud muunduriga elektriseade, mis vastutab teatud kontrollitavas keskkonnas toimunud muutustest teavitamise eest. Alternatiivina sellele hüdrostaatilise rõhu mõõtmise meetodile on võimalik juhtida gaasi rõhku, mis pumbatakse kapillaartoru analoogi paaki täitva vedeliku küljelt. Seda hüdrostaatilise manomeetri mudelit nimetatakse piesomeetriliseks.
Radari tasememõõturid
Mõnes tööstuses kasutatakse protsessikeskkonnaga täitmise kõrguse mõõtmiseks universaalset lähenemist. Vedelike, gaaside ja puistematerjalidega töötamiseks sobivad optimaalselt radarseadmed, mille töö põhineb sagedusmoduleeritud võnkumiste analüüsil. Mõõdetakse summutamata võnkumiste levimise ja naasmise aega spetsiaalsetelt antennidelt hooldatavasse keskkonda. Lainealad võivad varieeruda ühest kuni kümnete GHz-ni. Saate-vastuvõtuantennidel võivad olla erinevad seadmed ja kiirgusomadused. Vedelike taseme mõõtmiseks keemiatööstuses kasutatakse näiteks varrasantenne.kõrguse mõõtmise ulatusega kuni 20 m. Meedia jaoks, mille juhtimisel on täpsuse osas kõrgendatud nõuded, kasutatakse parabool- ja tasapinnalisi seadmeid. Tavaliselt on need tehnilise arvestuse valdkonnad, kus on oluline fikseerida kuni 1 mm mõõdud.
Radioisotooptehnikate kasutamine
Seda tüüpi tasememõõturite peamine spetsialiseerumine on puistematerjalide ja vedelate ainete kontroll suletud mahutites. Radioisotoopide aparaadi tööpõhimõte põhineb sihtkeskkonna kihti läbivate gammakiirte neeldumisel. Tehniliselt on mõõtmisprotsess korraldatud kiirgusallika ja vastuvõtja abil. Need kaks seadet on riputatud või monteeritud tugikonstruktsioonile ja neid juhib pööratav elektrimootor, mis muudab nende asendit kõrgust olenev alt praegusest täitetasemest. Kui töökeskkonna taseme mõõtmise süsteem asub selle pinna kohal, on vastuvõtva signaali kiirgus tugev, kuna selle teel pole takistust. Seetõttu antakse kontrolleri elektrimootorile signaal seadmete langetamiseks. Mõõteseadme asend juhib signaali paagis, söötes ja töötledes pidev alt lainekujusid.
Ultraheli juhtimismeetodid
Tööpõhimõte on antud juhul paljuski sarnane raadiosagedusjuhtimisega, mille käigus väljastatakse raadiosignaal ja tootmisala täituvus määratakse kindlaks selle peegeldumisomadustega mõõdetud keskkonnast.konteinerid. Ultrahelimeetodil kasutatakse aga täitetaseme mõõtmiseks spetsiaalseid akustilisi instrumente. See tähendab, et helilained levivad ja seadmete toimimine on sarnane asukoha põhimõtetele. Näidikud on fikseeritud vastav alt kauguse kõikumiste läbimise ajale emitterist kandja eraldusjooneni ja tagasi vastuvõtuseadmeni. Liidese asukoht määratakse õhu (gaasi) ja sihttöökeskkonna külgedelt. Nii töötavad kombineeritud ülitäpsed seadmed, kuid ultraheli nivoomõõturite rühmas on seadmeid, mis suudavad sihipäraselt juhtida ainult gaasi-õhku (täitmata) või ainult töökeskkonda.
Mikrolaineahjumeetodid
Üks populaarsemaid kontaktivaba mõõtmise tehnoloogiaid, mis ühendab endas radari elektromagnetilise juhtimise tehnikad ja põhimõtted. Selle klassi kõige lootustandvamaks tehnikaks võib nimetada suunavat elektromagnetilist mõõtmist, mille käigus määratakse signaali peegelduskoefitsient mikrolaineimpulsside põhjal, mis võivad tungida paagi põhja, jättes mööda mitmesugused soovimatud lisandid ja mudaosakesed. Tagastatud signaali või selle osa mõõdetakse täielikkuse ja kiiruse omaduste osas. Võttes arvesse selle läbimise aega, määratakse täiskõhu aste. Granuleeritud ja pulbriliste materjalide täitmise kontrolli tehnoloogilistes ülesannetes kasutatakse laialdaselt mikrolainemeetodeid töökeskkonna taseme mõõtmiseks. Sellistes tööstusharudes kasutatakse sondeühe riputusega kaablitel, vedelike puhul kasutatakse topelt- ja varrastega tugikonstruktsioone. Üldiselt on tööriistade optimeerimine tahkete ainetega töötamisel õigustatud füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste tõttu, mis on seotud tehniliste piirangutega mõõtmisprotsesside korraldamisel.
Järeldus
Viimastel aastatel on protsessikandjate jälgimiseks kasutatavate tasememõõturite väljatöötamise tehnoloogiad läbinud mitu põhimõtteliselt olulist arenguetappi, mis on muutnud selliste mõõtmiste põhimõtteid. Olulisemad neist on üleminek mittekontaktsetele mõõtmismeetoditele ja võimaluste laiendamine agressiivsete vedelikega töötamisel. Tänapäeval saab sama kontaktivaba raadiosagedusliku või elektromagnetilise meetodi abil tagada toornafta, happe, sulaväävli ja vedela ammoniaagi täpse kontrolli.
