سنسور هیدرواستاتیک یا سطح سنج هیدرواستاتیک برای اندازه‌گیری فشار و سطح مخازن مایعات

سنسور هیدرواستاتیک

در این راهنما، قصد دارم بهت بگم چقدر راحت و ساده میتونی فشار و سطح مایعات درون مخازن، چاه و یا چاهک‌ها رو اندازه‌گیری کنی، اونم خیلی دقیق و قابل اطمینان توسط “سنسور هیدرواستاتیک”

سنسور هیدرواستاتیک چیست؟

خیلی خلاصه: سنسور هیدرواستاتیک، سطح سنج هیدرواستاتیک، ارتفاع سنج هیدرواستاتیک و ترانسمیتر فشار غوطه ور، درواقع، نام های دیگه “سنسور فشار هیدرواستاتیک” هستن که از طریق اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیک، سطح مایع رو اندازه‌گیری می‌کنه.

هیدرواستاتیک، علم سیالاتی‌ست که در حرکت نیستن. سنسور هیدرواستاتیک یا همون ترانسمیتر فشار غوطه ور، برای سطح سنجی مایعات ازطریق اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک در یک مایع تقریباً ساکن، در سطح مشخصی از غوطه وری، استفاده میشه.

سنسور هیدرواستاتیک یک طراحی خاص از سنسور فشاره برای اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک در مخازن، چاه‌ها و چاهک‌ها. به همین منظور، سنسور فشار هیدرواستاتیک مستقیماً در مایع مورد اندازه‌گیری غوطه ور میشه (که به همین دلیله که بهش ترانسمیتر فشار غوطه ور هم میگن!) و تا حد امکان به پایین مخزن نزدیک میشه. در اونجا، سنسور هیدرواستاتیک، فشار هیدرواستاتیک رو اندازه‌گیری میکنه (یا در واقع، همون فشار ستون مایع بالای سنسور رو!) که رابطه مستقیم با ارتفاع مایع داره. به همین سادگی!

به‌صورت خیلی خلاصه، سنسور هیدرواستاتیک یک دیافراگم داره که قسمت داخلیش از طریق یک کابل ونتد (Vented Cable) با فشار اتمسفر در تماسه. قسمت بیرونی دیافراگم هم که با مایع در تماسه و فشار استاتیک ستون مایع بالای ترانسمیتر رو اندازه‌گیری می‌کنه. این فشار استاتیک، اساساً ناشی از وزن سیال در بالای ترانسمیتر فشار غوطه وره و برای محاسبه سطح مایع استفاده میشه.

سنسور هیدرواستاتیک جهت اندازه گیری سطح مایعات درون مخازن و چاه

مزایای سنسور فشار هیدرواستاتیک

قابل اعتماد

اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک یک اصل اندازه‌گیریه ثابت شده‌ست و ساختارش دائماً در حال توسعه‌ست، به این معنی که مطمئن باش دقیق و قابل اعتماد عمل می‌کنه.

اندازه‌گیری غیرمتأثر

سطح سنج هیدرواستاتیک یک اندازه‌گیری دقیق بدون تأثیر از سایر خواص فیزیکی محیطی مثل رسانایی، ثابت دی الکتریک یا ویسکوزیته رو فراهم میکنه.

اندازه‌گیری دقیق

با استفاده از متریال مقاوم و با دوام، و همچنین به دلیل نوع فناوری مورد استفاده، این یک روش فوق العاده مطمئن برای اندازه‌گیری سطح مایعاته و تحت تأثیر کف روی مایع یا آلودگی‌های داخلی قرار نمی‌گیره.

تنوع گسترده

راه‌حل‌های متعدد همراه با طیف گسترده‌ای از متریال برای بدنه، کابل و بالاتر از همه، سنسور، استفاده از سنسور هیدرواستاتیک رو در تقریباً هر مایعی ممکن می‌کنه - صرف نظر از اینکه خورنده، چسبناک یا آلوده باشن.

سنسور هیدرواستاتیک چگونه کار میکنه؟

اصل عملکرد سنسور هیدرواستاتیک به همون اندازه که ساده‌ست، مبتکرانه هم هست. هر مایع دارای یک نیروی وزنیه که بر اساس مرکز ثقل و چگالی اون هست و مقدار زیادی فشار رو بر کف محفظه با افزایش ارتفاع وارد می‌کنه. یک سنسور فشار هیدرواستاتیک مستقیماً، متناسب با افزایش سطح مایع رفتار میکنه و توسط یک حسگر فشار ثبت میشه.

حسگر فشار در قسمت انتهایی پروب سطح سنج قرار می‌گیره و فشار اعمالی از سوی سیال در تماس با دیافراگم، باعث انحراف دیافراگم پراب از حالت کالیبره‌ش (حالت بدون اعمال فشار) میشه. مایع پرکننده، این فشار اعمالی رو به پل وتستون (فناوری نیمه هادی) موجود برروی حسگر فشار منتقل میکنه (انتقال هیدرولیکی). تغییر وابسته به فشار در ولتاژ خروجی پل وتستون، اندازه‌گیری و ارزیابی میشه و درنهایت، مدارات الکترونیکی موجود در سنسور، این سیگنال رو به سیگنال خروجی آنالوگ یا دیجیتال تبدیل می‌کنن. سنسور غوطه ور بر اساس مشخصاتی از سیالات که قادر به اندازه گیری هستند، در کارخانه کالیبره میشن تا فشار یا تغییرات فشار ثبت شده رو به نتایج اندازه‌گیری صحیح تبدیل کنن.

نحوه عملکرد سنسور فشار هیدرواستاتیک (سطح سنج هیدرواستاتیک)
فرمول محاسبه فشار هیدرواستاتیک

۱: دیافراگم فلزی سنسور

۲: تیوب جبران فشار در کابل ونتد

h: سطح ارتفاع

p: فشار کل = فشار اتمسفر + فشار هیدرواستاتیک

ρ:‌ چگالی سیال

g: شتاب گرانش

Phydr: فشار هیدرواستاتیک

Patm: فشار اتمسفر

Psens: فشار اندازه‌گیری شده توسط ترانسمیتر فشار غوطه ور

اندازه‌گیری با سنسور فشار هیدرواستاتیک، تحت تأثیر ناخالصی‌های محیط و کف روی سطح، آشفتگی یا موانع داخلی نیست. با این حال، طراحی مخزن، چاه یا هرمحفظه دیگه‌ای که سیال داخلش وجود داره باید در نظر گرفته بشه: در سیستم های باز، اندازه‌گیری نسبت به فشار اتمسفر به اصطلاح بارومتریک انجام میشه تا از خطاهای اندازه‌گیری ناشی از نوسانات فشار هوا (اتمسفر) جلوگیری بشه. در سیستم بسته، اختلاف فشار بین ستون مایع در پایین و فشار داخل مخزن (بالای مخزن) باید اندازه‌گیری بشه.

اندازه‌گیری در محفظه باز

اندازه گیری سطح مایع در مخزن باز توسط ترانسمیتر فشار غوطه ور

در این حالت، فشار هیدرواستاتیک وابسته‌ست به:

  • سطح مایع
  • چگالی مایع
  • فشار هوا یا فشار محیطی که روی مایع اثر میزاره (این مورد توسط کابل ونتد که مرجع نسبی ترانسمیتر های فشار غوطه ور رو فراهم میکنه حذف میشه)

برای مثال:

سیال چگالی (kg/m3) تغییر فشار با تغییر سطح ۱ متری
آب ۹۹۸ / ۲۰°C ۹۷.۹ میلی بار
روغن داغ ۸۶۰ / ۱۵°C ۸۴.۴ میلی بار
سولفوریک اسید ۱۸۳۱ / ۲۰°C ۱۷۹.۶ میلی بار

سیگنال خروجی ترانسمیتر فشار غوطه ور با مایع مربوطه تطبیق داده میشه، برای مثال برحسب بار یا میلی بار، متر آب (mH20) یا متر ستون مایع با چگالی مشخص.

کاربردها

  • آب
  • آب فاضلاب و لجن
  • سیالات خشن
  • سوخت‌ها و روغن‌ها

اندازه‌گیری در محفظه بسته

گیری سطح مایع در مخزن بسته 1

در این حالت، فشار هیدرواستاتیک وابسته‌ست به:

  • سطح مایع
  • چگالی مایع
  • فشار غالب بالای مایع که با فشار محیط متفاوته

کاربردها

  • مدیریت مخزن
  • تاسیسات بیوگاز
  • مخازن در حال پرشدن

سطح سنجی در آب و فاضلاب

سنسور فشار هیدرواستاتیک نقشی اساسی در صنعت آب و فاضلاب، به ویژه در اندازه‌گیری دقیق سطوح هیدرواستاتیک در مخازن و چاه‌ها ایفا میکنه. این سنسورها با استفاده از این اصل که فشار اعمال شده توسط یک سیال با عمقش نسبت مستقیم داره، به‌طور دقیق سطح مایع رو اندازه می‌گیره و اطلاعات ضروری رو برای نظارت و کنترل فرآیند فراهم می‌کنه. چه در تصفیه‌خانه‌های آب، سیستم‌های فاضلاب یا کاربردهای صنعتی دیگه، سنسورهای فشار هیدرواستاتیک امکان نظارت در لحظه سطوح سیال رو در مخازن و چاه‌ها فراهم می‌کنن، باعث افزایش راندمان عملیاتی میشن و از سرریزی یا سطح ناکافی جلوگیری می‌کنن.

نمای انفجاری ترانسمیتر فشار غوطه ور

حالا بیا اجزای مختلفی که یک ترانسمیتر فشار غوطه ور رو تشکیل می‌دن رو باهم بررسی کنیم و بفهمیم که چگونه با هم و در کنار هم کار می‌کنن تا فشار سیالات رو اندازه‌گیری کنن.

پراب سطح

پراب هم همراه با سایر اجزا وارد مایع میشه. پراب ها عموماً فلزی هستن ولی در برخی موارد لازمه از پراب پلاستیکی استفاده بشه.

درپوش محافظ

این درپوش جهت محافظت از دیافراگم در برابر رسوبات یا ذرات معلق درون سیاله.

دیافراگم سنسور

دیافراگم قسمتیه که فشار هیدرواستاتیک سیال بهش وارد میشه. مایع پرکننده، دقیقاً پشت دیافراگم قرار داره (محل قرارگیری دیافراگم رو به صورت خط چین نشون داده شده). سنسور میتونه از استیل ضد زنگ باشه یا سرامیک!

آب‌بندی (سیل)

این قسمت سنسور رو به کابلش وصل و خوب آب‌بندیش می‌کنه!

نمای انفجاری قسمت های مختلف یک سنسور هیدرواستاتیک

روکش حرارتی

هیت شرینک برای حفاظت از سیم ها و نگه‌داشتنشون در کنار هم استفاده میشه.

کابل

کابل سنسور هیدرواستاتیک، یک کابل شیلد داره که از سیم های سنسور و تیوب جبران فشار محافظت میکنه. به همین دلیل بهش "کابل ونتد" هم میگن.

تیوب جبران فشار

همونطور که از اسمش پیداست، جهت جبران تغییرات فشار اتمسفره و همونطور که قبلا هم گفتیم، این تیوب همون دلیلیه که باعث میشه فشار اتمسفر از محاسبات سطح‌مون حذف بشه!

سیم

سیم ها در رنگ های مختلف جهت اتصال الکتریکی به سیستم کنترل یا ماینتورینگ

در این ویدیو، میتونید قسمت های مختلف یک سطح سنج هیدرواستاتیک رو مشاهده کنید!​

محبوب‌ترین های سنسور هیدرواستاتیک

اما این فقط بخشی از یک دنیای بزرگ‌تره!

سنسور هیدرواستاتیک، نوعی از تجهیزات اندازه‌گیری فشاره که همه و همه، تحت عنوان “سنسور فشار” هم شناخته میشن. سنسور فشار انواع مختلفی داره که در این راهنما، به‌طور کامل به بررسی انواع سنسور فشار، کاربرد هاشون در صنایع مختلف، نحوه انتخاب یک سنسور فشار مناسب و نکات نصب و دستورالعمل پرداختیم. فقط کافیه روی دکمه زیر کلیک کنی!

کاربرد سنسور هیدرواستاتیک در صنعت

سنسور فشار هیدرواستاتیک نقش حیاتی‌ای در صنایع مختلف ایفا می‌کنه و اندازه‌گیری سطح دقیق و قابل اعتمادی رو برای سیالات ارائه می‌کنه. سنسور هیدرواستاتیک برای مقاومت حتی در برابر چالش برانگیزترین محیط ها طراحی شده و داده‌های حیاتی‌ای رو برای کنترل فرآیند، نظارت بر ایمنی و تضمین کیفیت ارائه میده. با استفاده از اصول مکانیک سیالات، سنسور فشار هیدرواستاتیک اندازه‌گیری دقیق فشار اعمال شده توسط سیالات در حالت سکون رو امکان‌پذیر می‌کنه.

سطح سنج هیدرواستاتیک در صنایع مختلف برای اطمینان از عملکرد، کارایی و ایمنی استفاده میشه و مزایای متعددی هم داره. از سطح سنج هیدرواستاتیک عموماً برای اندازه‌گیری سطح سیالاتی مثل آب، آب آشامیدنی،فاضلاب، سیال ویسکوز، آب دریا، آب شور، سوخت، روغن، بنزین، حلال‌ها، اسید ها و آب قلیایی استفاده میشه. در پایین به چهار کاربرد اساسی و عمومی‌تر این سطح سنج های هیدرواستاتیک هوشمند می‌پردازیم و در قسمت بعد، صنعت به صنعت به کاربرد های جزیی‌تر خواهیم پرداخت. همچنان همراه ما باشید …

اندازه گیری سطح مخزن افقی توسط سنسور هیدرواستاتیک

مخزن ذخیره‌سازی استوانه‌ای افقی

• مناسب سطح آرام (مثلاً پر شدن از کف، پر شدن از طریق تیوب غوطه‌ور یا پرشدن از بالا)
رسوبات نباید خیلی زیاد باشن!
• نصب از بالا
• قطر مخزن تا ۳ متر
تاثیرپذیری از تغییر چگالی (تغییر سیال)
• عدم تاثیرپذیری از تغییرات دی‌الکتریک، کف و موقعیت نصب

کاربرد سنسور هیدرواستاتیک در صنعت

مخزن ذخیره سازی عمودی

• مناسب سطح آرام (مثلاً پر شدن از کف، پر شدن از طریق تیوب غوطه‌ور یا پرشدن از بالا)
رسوبات نباید خیلی زیاد باشن!
• نصب از بالا
تاثیرپذیری از تغییر چگالی (تغییر سیال)
• عدم تاثیرپذیری از تغییرات دی‌الکتریک و کف

سطح سنجی مخازن سیالات توسط ترانسمیتر فشار غوطه ور

مخزن پرکردن (مثل بطری‌ها و ...)

• تحت فشار
• تغییرات دمایی زیاد
• فرآيند پر و خالی کردن سریع
• ارتفاع مخزن کمتر از ۱ متر
• سطح به شدت کف‌دار
• سنسور از تغییرات دی‌الکتریک، کف، موقعیت نصب و دمای محیط تاثیر نمی‌پذیره.
تاثیرپذیری از تغییر چگالی (تغییر سیال)

اندازه گیری ارتفاع کانال آب توسط سنسور فشار هیدرواستاتیک

سطح سنجی در کانال

• خطر سیل
• تشکیل میعانات (یخ زدن در زمستان) روی سنسور و ابزار
خطر ایجاد رسوب روی سنسور و برخورد با موانع (تشکیل یخ در زمستان، مواد جامد معلق)
• نصب در رودخانه‌های باز یا زیر زمین
• سنسور از موانع، کف و موقعیت نصب تاثیر نمی‌پذیره.
• نصب آسان، بدون نیاز به کالیبراسیون
سنسور در خطر تجمع لجن/آلودگی (تشکیل رسوبات)
نصب بامحدودیت در آب جاری

اندازه‌گیری سطح در آب

آب حیاتی‌ترین منبع ما انسان هاست و از دید جهانی، ماده اولیه‌ای کمیابه. به همین دلیله که قابل اطمینان بودن تأمین و مدیریت آب مرتبط با جمعیت بسیار مهمه.
برای اطمینان از این امر، بسیاری از چرخ‌دنده‌ها در یک زیرساخت گسترده، متشکل از ایستگاه‌های پمپاژ، چاه‌های عمیق، سیستم‌های فیلتراسیون و واحدهای اندازه‌گیری، درگیر میشن.
سطح سنج هیدرواستاتیک، مبنای داده‌های اساسی رو برای تعداد روزافزون کاربرد های شهری و صنعتی در مدیریت آب و فاضلاب تولید میکنه.

هنگام ماینتورینگ آب‌های زیرزمینی یا سطحی در رودخانه ها و دریاها، تا اونجا که به فناوری اندازه‌گیری مربوط میشه، در درجه اول، قابلیت اطمینان و دقت دو پارامتر اصلی، به منظور تضمین ایمنی و هزینه تعمیر و نگهداری کم در هر زمانی هستن.
به عبارتی دیگر: عمرکاری طولانی، نتایج اندازه‌گیری دقیق و مداوم و عدم حساسیت به تغییرات آب و هوایی از انتظارات اساسی کاربران این دسته از سنسور های فشاره!

گیری سطح آب های زیر زمینی توسط سنسور هیدرواستاتیک

سطح سنجی آب های زیرزمینی

  • نظارت بر سطح آب زیرزمینی برای اطمینان از اینکه منبع آب آشامیدنی همیشه در دسترسه، ضروریه!
  • سنسور فشار هیدرواستاتیک در یک ترکیب با سیستم کنترل و مانیتورینگ، اندازه‌گیری مداوم و قابل اعتمادی رو ارائه میده.
  • طراحی سنسور هیدرواستاتیک به گونه‌ایه که بادوامه و پایداری طولانی مدتی داره.
  • ورژن های با قطر کوچک مثل اونهایی که در چاه‌های استاندارد و باریک استفاده میشن، در این کاربرد محبوب ترن.

کنترل گیت

  • قفل‌ها برای غلبه بر اختلاف سطح در یک آبراه استفاده میشن.
  • این فرآیند توسط مراکزی کنترل میشن که سطح آب یک رودخانه رو با استفاده از سنسور فشار هیدرواستاتیک اندازه‌گیری و پردازش میکنن.
  • فناوری مورد استفاده برای سطح سنجی باید نتایج قابل اعتمادی رو ارائه بده.
  • سنسور هیدرواستاتیک، حداقل هزینه تعمیر و نگهداری رو با درجه بالایی از حفاظت سیستم فراهم می‌کنه.
کنترل قفل دروازه رودخانه ها توسط سنسور فشار هیدرواستاتیک
کنترل آب استخر توسط سنسور فشار هیدرواستاتیک

مخزن آب سر ریز (بالانس) استخر

  • مخازن آب سرریز به‌عنوان یک بافر برای جریان آب استخر عمل می‌کنه.
  • آب سرریز به داخل سیستم فیلتر و آماده سازی، پمپ میشه.
  • نظارت بر سطح در مخزن آب سرریز برای محافظت از آن در برابر سرریز شدن و همچنین، محافظت سیستم پمپاژ بالادست از عملکرد خشک
  • سنسور هیدرواستاتیک باید اطلاعات دقیقی از اندازه‌گیری ارائه بده و همیشه از آب کلردار دور نگه داشته بشه.

اندازه‌گیری سطح در فاضلاب

چه در محیط های صنعتی، چه شهری یا خصوصی، نیاز به آب آشامیدنی سالم و تولید فاضلاب همیشه در کنار هم وجود دارن. در نتیجه، پیاده‌سازی سیستم‌های فنی پیشرفته برای تصفیه و دفع آب از نظر زیست‌محیطی بسیار مهمه. برای حفظ چرخه عملکردی آب آشامیدنی و فاضلاب، داشتن امکانات بی‌عیب و نقص متعدد و اجزای بهینه یک امر ضروریه. در این راستا، استفاده از سطح سنج هیدرواستاتیک برای اندازه‌گیری‌های قابل اعتماد، نقش حیاتی در نظارت و کنترل فرآیندهای مختلف داره. سنسور هیدرواستاتیک، عملکرد فوق‌العاده و طولانی مدت کل سیستم رو تضمین می‌کنه.

فناوری اندازه‌گیری ارتفاع در مدارهای آب برای برآورده کردن نیازهای مختلف طراحی شده. از یک طرف، ما نیاز به اندازه‌گیری دقیق کمیت‌های پرشدنی در فاضلاب یا ترکیبات آلوده شیمیایی داریم، در حالی که از طرف دیگه، باید در کاربردهای تصفیه آب هم به همین شکل، قابل اعتماد عمل کنن. با درک کامل نیاز ها و چالش های مشتریان‌مان، ما راه‌حل‌هایی ارائه می‌کنیم که به‌طور خاص، برای مقاومت در برابر چالش‌های ناشی از سیالات آلوده و خشن طراحی شده‌اند. محصولات پیشنهادی سنجش فرا هوشمند، دارای متریال مناسب و سازگار با سیال شما خواهد بود که مقاومت و طول عمر بالا رو در محیط‌های سخت و خشن صنعتی تضمین می‌کنن. با راه حل های نوآورانه و پیشرفته اندازه‌گیری سطح، ما قابلیت اطمینان و راحتی لازم رو برای یک عملیات کارآمد و پربازده در مدارهای مختلف آب رو در اختیار شما قرار میدیم.

ارتفاع سنجی در ایستگاه پمپاژ با سنسور هیدرواستاتیک

ایستگاه‌های پمپاژ

  • امکانات عملی و کاربردی برای انتقال فاضلاب که برای غلبه بر شیب در حین انتقال مورد نیازه
  • سیستم های عملیاتی خودکار که به سطح آب وابسته‌ان
  • کنترل فرآیند روشن/خاموش پمپ با استفاده از سنسور هیدرواستاتیک (حفاظت از پمپ در برابر عملکرد خشک و یا حالت سرریز) که در مخزن جمع آوری نصب شده‌ان.

مخازن سرریز (بالانس) آب باران

  • برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد تصفیه‌خانه فاضلاب در صورت بارندگی شدید

  • ذخیره آب مخلوط (بارش و فاضلاب) در مخزن سرریز باران برای انتقالات بعدی

  • اندازه‌گیری مداوم سطح آب در مخزن سرریز باران توسط ارتفاع سنج هیدرواستاتیک برای نظارت و مستندسازی

سنجی در مخازن سرریز باران با سنسور فشار هیدرواستاتیک
سنجی در مخازن ته نشینی توسط ترانسمیتر فشار غوطه ور

مخزن ته‌نشینی

  • فاضلاب در مراحل مختلف پاکسازی با هدف به دست آوردن آب آشامیدنی قابل استفاده مجدد پردازش میشه

  • روش‌های مکانیکی، فیزیکی و بیولوژیکی، عملکرد بهینه‌ای برای تمیزکاری فراهم می‌کنن

  • در میان بقیه چیزها، استاندارد های حفاظت دربرابر انفجار باید در طول مراحل مختلف پردازش رعایت شود

  • سطح مخازن مختلف با سطح سنج هیدرواستاتیک برای نظارت و کنترل سیستم، کنترل میشه

اندازه‌گیری سطح در سوخت‌ها و نفت

ایمنی عملیات و عرضه، یک موضوع مهم در هنگام ذخیره‌سازی و انتقال سوخت، نفت و حلال‌هاست چون‌که محیط کاملاً در اختیار کانتینر هایی با ابعاد مختلفه که با مواد با پتانسیل انفجار (در بین بقیه مواد) پر شده‌ان.
یک پیش نیاز خیلی اساسی در این زمینه ها، سیستم‌هایی هستن که عملکردی عالی داشته باشن و عملیات عرضه رو بدون وقفه انجام بدن. سنسور هیدرواستاتیک برای نظارت بر سطح کانیترها استفاده میشه که نتایج قابل اعتمادی رو ارائه میده و به طور خاص، برای چنین شرایط محیطی طراحی شده‌.

در این کاربرد، تمرکز اصلی روی اندازه‌گیری دقیق و مطمئن در هنگام مانیتورینگ سطح سوخت و نفته. فناوری اندازه‌گیری باید روی دقت و پایداری طولانی مدت متمرکز باشه و در صورت نیاز، انواع ضد انفجار جایگزین بشه. پیشنهاد سنجش فرا هوشمند برای چنین شرایطی، استفاده از مدل سنسور فشار هیدرواستاتیکی‌ است که بدنه تماماً جوشکاری‌شده داشته باشد و از الاستومر برای آب‌بندی هوزینگ (سیلینگ) استفاده نمیکنه. این نوع سنسور هیدرواستاتیک برای اندازه‌گیری در حلال‌ها و سوخت‌های مخلوط با مواد افزودنی مناسبه!

اندازه گیری سطح نفت و سوخت در پالایشگاه با سنسور هیدرواستاتیک

پالایشگاه‌ها

  • ساخت، ذخیره سازی و توزیع مواد حساس و بالقوه انفجاری مشمول الزامات ایمنی بسیار سختگیرانه‌ست.

  • سنسور هیدرواستاتیک برای اطمینان از پرشدن صحیح مخازن ذخیره‌سازی و جلوگیری از نشتی در آنهاست.

  • سنسور فشار هیدرواستاتیک باید دارای گواهینامه و تاییدیه های ضدانفجار و ایمنی عملکردی باشد.
  • سنسور هیدرواستاتیک مورد استفاده باید دارای تاییدیه ضدانفجار با کلاس intrinsically safe و گواهی SIL2 باشه و درجه بالایی از دقت و پایداری طولانی مدت داشته باشه.

نمایش دیجیتال سطح مخزن

  • تقریباً 5 میلیون مخازن ذخیره‌سازی نفت در ایران در حال بهره‌برداریه

  • روش‌های مختلف اندازه‌گیری سطح برای نظارت بر سطوح عملکرد سیستم‌های گرمایشی و محاسبه میزان خروجی مورد نیاز استفاده میشه.

  • یک جایگزین مدرن و به روز برای راه‌حل های مکانیکی، سنسور فشار هیدرواستاتیک همراه با نمایشگرهای دیجیتاله

نمایش دیجیتال سطح مخزن توسط سنسور فشار هیدرواستاتیک
مدیریت موجودی کانتینر سوخت توسط ترانسمیتر فشار غوطه ور

مدیریت موجودی کانتینر سوخت

  • نظارت بر سطح کانتینر مختلف سوخت با استفاده از ترانسمیتر فشار غوطه ور کوچک با بدنه کاملاً جوشکاری‌شده

  • نتایج اندازه‌گیری با انتقال داده از راه دور به مرکز کنترل منتقل میشن

  • نتایج، دیتاهای پایه‌ای هستن برای برنامه ریزی لجستیکی (حمل و نقل)

  • نظارت بر کانتینر با استفاده از یک سنسور هیدرواستاتیک که به الاستومرهای موجود در سیال حساس نیست!

کاربرد های ترانسمیتر فشار غوطه ور در عمل

قسمت کاربرد محصولات در منابع آموزشی

صنایع

کاربرد تجهیزات اندازه‌گیری فشار را در نظارت و کنترل فشار، سطح و جریان سیالات را در هر قسمت از صنایع مختلف مشاهده کنید!

اندازه گیری سطح در چاه های عمیق

چاه عمیق

صنعت آب و فاضلاب

اندازه‌گیری سطح در چاه های عمیق

اندازه گیری سطح در مخازن آب سالم

مخزن آب

صنعت آب و فاضلاب

اندازه‌گیری فشار و سطح در مخزن آب سالم

اندازه گیری فشار و سطح آب در مخازن آب دریاچه و رودخانه ها

مخزن فیلتراسیون

صنعت آب و فاضلاب

اندازه‌گیری فشار و سطح در مخازن آب رودخانه و دریاچه ها

کنترل سطح پساب در ایستگاه های پمپاژ

ایستگاه پمپاژ

صنعت آب و فاضلاب

کنترل و نظارت بر سطح در ایستگاه پمپاژ

اندازه گیری سطح در ایستگاه بالابر فاضلاب

ایستگاه مارپیچ بالابر فاضلاب

صنعت آب و فاضلاب

اندازه‌گیری سطح در ایستگاه بالابر فاضلاب

ترانسمیتر فشار چیه؟

خیله خب! تا به اینجا درباره ترانسمیتر فشار غوطه ور صحبت کردیم اما آیا از خودمون پرسیدیم به چه تجهیزی ترانسمیتر فشار گفته میشه؟ ترانسمیتر فشار انواع مختلفی داره که در یک راهنمای کامل، به‌طور کامل به بررسی انواع ترانسمیتر فشار، کاربرد هاشون در صنایع مختلف، نحوه انتخاب صحیح یک ترانسمیتر فشار و نکات نصب آن پرداختیم. با کلیک روی دکمه زیر، با دنیای ترانسمیتر های فشار آشنا شو!

راهنمای خرید سنسور هیدرواستاتیک

قبل از اینکه تصمیم بگیریم کدوم سنسور هیدرواستاتیک مناسب‌ترین محصول برای کاربرد ماست، اول باید ببینیم آیا اصلاً سنسور هیدرواستاتیک برای کاربرد سطح سنجی‌مون مناسبه یا نه!

در جدول زیر، شرایط محیطی رایج رو برای سنسور فشار هیدرواستاتیک با هم مقایسه کردیم که پیش از هر تصمیمی، اول مطمئن بشی سنسور هیدرواستاتیک برای این کاربرد مناسبه!

راهنمای انتخاب میعانات ایجاد کف تغییر سیال (چگالی) ثابت دی‌الکتریک پایین ویسکوزیته سیال رسوب کننده مخزن کوچک کاربرد بهداشتی سیستم تحت فشار عدم تاثیر پذیری از موانع فشار بخار (بیش از ۵۰ بار و ۲۰ درجه سانتی‌گراد) چرخه دمایی فرآیند SIP و CIP
سنسور هیدرواستاتیک + + - + + o + + + + + +

لطفاً برای مشاهده بیشتر، جدول را به سمت راست بکشید.

+ = توصیه میشه

o = تحت شرایطی

– = توصیه نمیشه

حالا که مطمئن شدی سنسور هیدرواستاتیک برای کاربردت مناسبه، در زیر قصد داریم تا بصورت جامع، مراحل انتخاب یک سنسور فشار هیدرواستاتیک رو بهت بگیم که قبل از انتخاب باید در نظر بگیری.

اما یادت باشه برای اینکه بتونیم مناسب‌ترین پیشنهاد رو در اختیارت بزاریم، ما به اطلاعاتی در مورد شرایط استفاده از سنسور نیاز داریم مثل:

نوع سیال

محدوده فشار

خروجی مورد نیاز

اتصال الکتریکی

نحوه نصب

محدوده دمایی سیال

دقت و درستی

تاییدیه ها و گواهینامه های مورد نیاز

نوع سیال

اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیک در کدوم مایع/ترکیب انجام میشه؟ سیال چه ویژگی‌های شیمیایی داره؟ محدوده دمایی سیال چقدره؟

یادت باشه رایج‌ترین سیال برای سطح سنجی آبه که خیلی هم سنجش ارتفاعش ساده‌ست ولی برای سیالات خاص‌ برحسب نوع سیال، متریال پراب، دیافراگم، سیل و … باید انتخاب بشه.

محدوده اندازه‌گیری فشار

حداکثر سطحی (ارتفاعی) که باید اندازه‌گیری بشه چقدره؟ چگالی سیالی که باید اندازه‌گیری بشه چقدره؟

یادآوری: هر ۱ متر آب تقریباً ۱۰۰ میلی بار فشار هیدرواستاتیک وارد می‌کنه. پس یک مخزن ۱۰ متری در حالت فول آب باید ۱ بار فشار هیدرواستاتیک وارد کنه!

سیگنال خروجی

آیا سیگنال خروجی آنالوگ لازمه یا دیجیتال؟

رایج‌ترین نوع سیگنال برای سنسور هیدرواستاتیک، سیگنال آنالوگ جریانی ۴ تا ۲۰ میلی آمپره ولی بقیه خروجی ها هم برحسب نیاز در درسترسه!

نحوه نصب​

چقدر فضا در دسترسه؟ حداکثر طول کابل مورد نیاز چقدره؟

یکی از استانداردترین شیوه‌های نصب استفاده از یک گیره برای نگه‌داشتن سنسوره که در بالای مخزن نصب میشه. یک تجهیز جانبی مفید دیگه هم یک افزودن یک بدنه پراب خالیه که باعث افزایش وزن سنسور هیدرواستاتیک میشه.

تاییدیه‌ها و گواهینامه‌ها

آیا گواهینامه یا تاییدیه خاصی مورد نیاز است؟ برای مثال برای استفاده در کاربرد آب آشامیدنی، گواهینامه SIL، حفاظت در برابر انفجار یا حتی کاربردهای کشتیرانی و دریایی؟

در کاربرد های خاص، باید از سنسور هیدرواستاتیکی استافده کنید که دارای تاییدیه های ویژه همون کاربرد باشه برای مثال در صنعت کشتی‌سازی تاییدیه کشتیرانی مثل ABS، CCS، BUREAU VERITAS، DNV.GL یا LIod’s Register مورد توجهه یا برای سوخت ها، تاییدیه های SIL، ATEX، IEC، IECEX هست.

راهنمای انتخاب سنسور هیدرواستاتیک مناسب

محدودیت های اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک

حداقل دما تا ۷۰- درجه سانتی ‌گراد / حداکثر دما تا ۴۰۰+ درجه سانتی گراد / حداکثر فشار تا ۴۲۰+ بار معادل ۶,۰۹۰+ psi / تاثیرپذیری از سیال متلاطم، فشار دینامیک ایجادشده توسط همزن و تغییر شدید چگالی

راهنمای نصب ترانسمیتر فشار غوطه ور

در مخازن باز

کاور محافظتی

برای نصب ترانسمیتر فشار غوطه ور نمایشگر دار در فضای باز به منظور جلوگیری از تغییرات شدید دما در الکترونیک، بارش باران یا برف برروی نمایشگر دیجیتال توصیه میشه.

نصب از بالا

هنگام نصب انواع پراب فلزی و کابل، حتما اطمینان حاصل کنید که نوک پراب در مکانیه که تا حد امکان در مسیر جریان نیست. به منظور محافظت از پراب در برابر تماس با حرکات جانبی، سطح سنج هیدرواستاتیک را در یک تیوب راهنما (ترجیحاً پلاستیکی) نصب کنید یا از یک شیء لنگر مانند برای نگه داشتنش استفاده کنید. طول کابل سنسور هیدرواستاتیک یا پراب فلزی به نقطه صفر سطح پیش بینی شده بستگی داره. نوک ترانسمیتر فشار غوطه ور باید حداقل 5 سانتی متر یا 2 اینچ زیر اون نقطه باشه.

نصب از پایین (درصورت نیاز)

در صورت نیاز به نصب ترانسمیتر فشار در مخزن، همیشه اونو در پایین‌ترین نقطه اندازه‌گیری نصب کنید. همچنین، ترانسمیتر فشار رو در پشت استاپ ولو نصب کنید. اما هرگز ترانسمیتر رو در این موقعیت‌ها نصب نکنید: ۱. در مسیر جریان پرکردن محصول. ۲. در خروجی مخزن. ۳. در قسمتی از مخزن که ممکنه تحت تأثیر تکانه های فشار همزن قرار بگیره.

ایجاد کف

کفی که از جابجایی سیال ممکنه ایجاد بشه، هیچ تاثیر محسوسی بر اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک نداره.

تجهیزات مخزن

موانع و تجهیزات داخلی مخزن بر اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک تأثیر نمیزاره!

دستورالعمل نصب سنسور هیدرواستاتیک در مخزن باز

در چاه ها و حوضچه های باز

ترمینال باکس / جانکشن باکس

سنسور فشار هیدرواستاتیک از طریق یک کابل ونتد به جانکشن باکس یا همون ترمینال باکس متصل میشه. هر دو در برابر رطوبت و میعانات نفوذناپذیر هستن و برای نصب در فضای باز مناسبن. اگر از ترمینال باکس استفاده نمی‌کنید، کابل ونتد باید به یک فضای خشک منتهی بشه.

کلمپ نصب یا گیره نصب کابل

• کابل ونتد توسط یک گیره نصب کابل در بالای چاه، مخزن یا حوضچه بسته میشه.

تیوب راهنما

حرکات جانبی ترانسمیتر فشار غوطه ور ممکنه باعث خطا در اندازه گیری بشه بنابراین، پراب را در مکانی نصب کنید که جریان شدید و تلاطم وجود نداره یا از یک تیوب راهنما استفاده کنید که مطمئن بشیم پراب غوطه ور درون سیال خیلی جابجا نمیشه. قطر داخلی تیوب راهنما باید حداقل ۱ میلی متر یا ۰.۰۴ اینچ بزرگتر از قطر خارجی سنسور انتخابی باشه (عکس پایین). یک تجهیز جانبی مفید دیگه هم یک بدنه پراب خالیه که به‌عنوان یک وزن اضافی میتونه به پراب متصل بشه و باعث افزایش وزنش بشه که کمتر جابجا بشه.

نصب سنسور هیدرواستاتیک در چاه یا حوض های باز
نصب ترانسمیتر فشار غوطه ور در چاه و حوضچه ها

جمع‌بندی نکات خیلی مهم

  1. بعضی از برندهای سطح سنج هیدرواستاتیک در مسیر کابل، یک پلاکارد دارن که حاوی مشخصات اون سنسور غوطه وره. یادتون نره مسیر اتصال کابل به پلاکارد شکستگی به وجود نیاد که طول عمر کابل رو کاهش میده.
  2. اگه داخل مخزن بنابر هر دلیلی جریانی وجود داشت که باعث تکان خوردن جانبی سطح سنج هیدرواستاتیک میشه حتما از تیوب راهنما استفاده کنید. سایزش هم که قبلاً گقتیم: حداقل 1 میلی متر بزرگتر از قطر پراب باشه.
  3. اگر اتصالات الکتریکی ارتفاع سنج هیدرواستاتیک در معرض باران، برف، رطوبت یا هرچیزی که ممکنه باعث اختلال در عملکردشون بشه، حتما استفاده از یک ترمینال باکس (جانکشن باکس) رو در نظر داشته باش.
  4. درپوش محافظ سنسور هیدرواستاتیک همیشه باید متصل باشه.

گزینه های نصب

ما می‌توانیم گزینه‌های نصب مختلفی رو برای سطح سنج هیدرواستاتیک بر اساس شرایط کاربرد مشتریانمان پیشنهاد و ارائه کنیم. در مجموع، هدف نهایی همه‌ی گزینه‌های نصب موجود، نگه‌داشتن ثابت پراب در محیطه و در صورت لزوم، از کابل سنسور در برابر سیال های خاص مثل اسید محافظت میکنه.

  1. اتصال به مخزن با استفاده از ارتفاع سنج هیدرواستاتیک فلنج دار
  2. اتصال ارتفاع سنج هیدرواستاتیک به مخزن از طریق اتصال مکانیکی رزوه‌ای
  3. نصب سطح سنج هیدرواستاتیک داخل مخزن از طریق لوله فلزی
  4. نصب سطح سنج هیدرواستاتیک داخل مخزن – حالت معلق از طریق نصب مکانیکی فلنج
  5. نصب داخل مخزن – حالت معلق از طریق گیره نصب
  6. نصب داخل مخزن با استفاده از براکت نصب (اتصال سطح سنج هیدرواستاتیک به دیواره مخزن)
های نصب سنسور فشار هیدرواستاتیک

اغلب از ما می‌پرسید ...

بیا برای بار آخر با هم جمع‌بندی کنیم: چگونه سطح را به روش هیدرواستاتیک اندازه‌گیری کنیم؟

اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک یک روش واقعاً ساده و قابل اعتماد برای اندازه‌گیری سطح مایعاته. یک ترانسمیتر فشار غوطه ور (سنسور فشار هیدرواستاتیک) یا یک ترانسمیتر فشار استاندارد تا یک عمق خاص ( که سطح صفر در نظر میگیریمش) پایین میاد یا اونجا نصب میشه. سپس ترانسمیتر، فشار ناشی از وزن مایع رو مستقیماً اندازه گیری می‌کنه. به دلیل پارادوکس هیدرواستاتیک، سنسور فشار حجم کامل در مخزن بالا رو اندازه‌گیری نمی‌کنه، بلکه فقط ستون مایع بالا رو به‌صورت عمودی اندازه‌گیری می‌کنه. بنابراین اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک کاملاً تحت تأثیر شکل مخزن یا محفظه قرار نمی‌گیره و فقط سطح رو با وزن ستون مایع بالای آن اندازه‌گیری می‌کنه. اگر مایع و وزن مخصوص آن مشخص باشد، اندازه‌گیری فشار را می‌توان به‌عنوان فاصله از سطح صفر، جایی که ترانسمیتر در آن قرار دارد، تا سطح مایع محاسبه کرد.

برخلاف اکثر فناوری‌های اندازه‌گیری سطح غیر تماسی، یک سطح سنج هیدرواستاتیک تنها امکان اندازه‌گیری ارتفاع فعلی سطح مایع رو فراهم نمی‌کنه، بلکه این اجازه رو میده تا تغییرات سطح را از هر نقطه مرجع انتخابی در مایع، در هر نقطه مابین انتهای منبع و سطح آن، نظارت کنید، چونکه ترانسمیتر های سطح هیدرواستاتیک همیشه در زیر سطح نصب میشن. از این رو، سطح سنج هیدرواستاتیک تحت تأثیر هرگونه اختلال در سطح مایع مانند سرریز شدن، سیل یا ریختن قرار نمی‌گیره. از اونجایی که نقطه نصب اونها به نقطه صفر سطح تبدیل میشه، امکان تجزیه و تحلیل و نظارت بر سطح منابع با عمق ناشناخته رو هم فراهم می‌کنه. نمونه‌هایی برای چنین منابعی، مخازن آب زیرزمینی، سفره‌های آب زیرزمینی، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها هستند، زیرا در همه این منابع، سطح می‌تواند به شدت متفاوت باشد، به ویژه در صورت باران شدید یا سیل.

ابتدا باید تصمیم بگیرید که چه نوع محصولی رو می‌خواهید استفاده کنید. اگر یک مخزن دارید و مشکلی هم ندارید که یک حفره رزوه‌دار در پایین یا دیوار کناری مخزن خود داشته باشید (ایجاد کنید)، می‌تونید از یک ترانسمیتر فشار استاندارد مانند PT124B-210، PT124B-212، A-10 یا S-20 استفاده کنید. اما اگر یک مخزن زیرزمینی، یک حوضچه درون زمین یا مخزنی دارید که نمی‌خواهید توسط حفره رزوه‌ای ضعیف بشه، باید از یک ترانسمیتر فشار غوطه ور مانند PT124B-220، PT124B-221، FMX 21 و FMX 11 استفاده کنید. از بالای مخزن یا حوضچه به سمت پایین به داخل سیال غوطه ور خواهند شد.

هنگامی که تصمیم گرفتید از یک ترانسمیتر فشار استاندارد یا یک سطح سنج هیدرواستاتیک استفاده کنید، برای بیشتر کاربردها باید سه تا چهار پارامتر ساده رو در مرحله اول در نظر بگیرید.

  • اتصال مکانیکی (فقط اگه ترانسمیتر فشار استاندارد برای نصب جانبیه)
  • محدوده اندازه‌گیری فشار
  • دقت
  • اتصال الکتریکی

اتصال مکانیکی ترانسمیتر باید با حفره رزوه‌ای داخل مخزن شما متناسب باشد، در حالی که محدوده اندازه‌گیری فشار باید با توجه به سطحی که می‌خواهید اندازه‌گیری کنید انتخاب شود. اگه فقط یک مخزن باشه، سطح رو با ارتفاع مخزن میتونید محاسبه کنید، اما اگر یک چاه یا مخزن زیرزمینیه، باید تصمیم بگیرید که می‌خواهید سطح سنج هیدرواستاتیک رو تا چه عمقی فرو ببرید و محدوده اندازه‌گیری مربوطه رو هم انتخاب کنید. این رو هم به خاطر داشته باشید که ۱۰ متر ستون آب تقریباً معادل ۱۰۰۰ میلی بار (۱ بار) یا ۱۴.۵ psi هستش.

دقت هم باید با توجه به نیاز کاربرد شما انتخاب بشه، عموماً دقت 0.5٪، حداکثر خطای قابل قبولی رو به شما میده. برای مثال: تا ۵ میلی متر خطا در هر متر از آب. در نهایت، باید نحوه تغذیه برق ترانسمیتر را انتخاب کنید. اگر یک ترانسمیتر فشار استاندارد دارید، می‌تونید یک کانکتور سوکتی مانند M12 یا کانکتور DIN تایپ C یا A یا کابل متصل انتخاب کنید. توجه داشته باشید که سنسور فشار هیدرواستاتیک تنها دارای یک کابل ونتده که هنگام خرید باید طول مناسبی برای آن انتخاب کنید تا امکان سیم‌کشی از به سیستم کنترل و نمایش رو فراهم کنید.

بعد از انتخاب و خرید ترانسمیتر فشار، آماده نصب و راه‌اندازی سیستم اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک خود هستید.

در صورتی که یک ترانسمیتر فشار غوطه ور انتخاب کرده باشید، باید ترانسمیتر رو از طریق کابل به داخل سیال غوطه ور کرده تا زمانی که به انتهای مخزن، مجفظه یا منبع زیرزمینی خود برسید یا تا زمانی که به سطح صفر مورد نظر خود برسید. سپس کابل رو از مخزن یا چاه به سیستم کنترل خود بکشید و پروب سطح رو به PLC، DCS یا هر کنترلر دیگری که دارید متصل کنید.

اگر سیال متلاطمه، باید از وزنه اضافی برای ثابت نگه داشتن پروب غوطه ور در مایع استفاده کنید تا فشار ثابتی بدست بیارید. برای جلوگیری از آسیب مکانیکی کابل، می‌تونید از گیره‌های نصب کابل برای ثابت کردن کابل در بالای مخزن یا در طول مسیر هنگامی که کابل رو به سیستم کنترل می‌کشید، استفاده کنید.

اگر یک ترانسمیتر فشار استاندارد انتخاب باشید، به سادگی ترانسمیتر رو درون حفره رزوه‌دار در پایین یا کنار مخزن خود پیچ کنید. سپس کانکتور/کابل ترانسمیتر رو با از طریق سیم کشی صحیح به PLC یا هر سیستم کنترلر دیگری وصل کنید.

اگر چند نکته رو در نظر داشته باشید، محاسبه سطح بسیار ساده‌ست. فشار هیدرواستاتیک تنها تحت تأثیر فاصله‌ي نقطه اندازه‌گیری از سطح، وزن مخصوص و فشار محیط اطراف مخزن، حوضچه یا چاه قرار می‌گیره که به‌عنوان یک فشار اضافی در بالای مایع قرار می‌گیره.

اگر یک حوضچه باز یا یک مخزن ونتد دارید، مهم نیست که از یک سنسور هیدرواستاتیک یا ترانسمیتر فشار استاندارد استفاده می‌کنید، ترانسمیتر شما باید یک از نوع نسبی یا گیج (Gauge) باشه تا به‌طور خودکار، اثرات فشار محیط اطراف مخزن رو از بین ببره. سپس سطح به سادگی توسط فرمول زیر محاسبه میشه:

h = p / (ρ * g)

p = فشار هیدرواستاتیک (نسبی) [bar]

ρ = وزن مخصوص مایع [kg/m³]

g = نیروی گرانشی یا شتاب گرانشی [m/s²]

h = ارتفاع ستون مایع [m] = سطح

هنگامی که یک سیستم اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک رو راه‌اندازی می‌کنید، باید توجه داشته باشید که اندازه‌گیری سطح تحت تأثیر وزن مخصوص مایع و دمای محیطه که بر وزن مخصوص محیط نیز تأثیر میزاره.

اگر ترکیبات خاصی درون سیال تغییر کنه، وزن مخصوصش ممکنه پایدار نباشه. به عنوان مثال، مقداری بیشتر آلودگی یا نمک میتونه وزن مخصوص فاضلاب و آب نمک رو تغییر بده. بنابراین فشار هیدرواستاتیک شما مقدار بیشتری رو نشان میده و شما مقدار سطح رو بیشتر محاسبه خواهید کرد، در حالی که سطح واقعی ممکن است در واقع کمتر از محاسبه شما باشد. اگر تغییراتی در ترکیب سیال مشاهده نکردید، به عنوان مثال شما همیشه در حال اندازه‌گیری یک سیال خاص مانند گازوئیل هستید، می‌تونید این علت تغییر وزن مخصوص توسط یک سیال متفاوت را نادیده بگیرید.

از طرفی، وزن مخصوص نیز می‌تونه به دلیل نوسانات دما تغییر کنه. اگر دما افزایش یابد، وزن مخصوص سیال کاهش و سطح افزایش پیدا میکنه. اما اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیک ممکنه این تغییر در سطح را به دقت منعکس نکند. بسته به شکل مخزن یا حوضچه، فشار می‌تونه بسیار متفاوت‌تر نسبت به افزایش سطح ناشی از تغییر دما رفتار کنه. این می‌تونه نشان‌دهنده کاهش سطح باشه (اگر مخزن به سمت بالا باز شود)، سطح صحیح را نشان دهد (به طور اتفاقی شکل مخزن، کاهش تراکم را متعادل کنه) یا حتی افزایش بیش از حد سطح را نشان بده (اگر شکل مخزن به سمت بالا باریک بشه). این اثرات برعکس زمانی رخ میدن که چگالی به دلیل کاهش دمای محیط افزایش پیدا کنه.

بنابراین، برای افزایش دقت اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک خود باید اثرات دما و تغییر وزن مخصوص سیال رو جبران کنید.

می دونیم که وزن مخصوص به دلیل تغییر دمای سیال تغییر می‌کنه. با این حال، اگر بدونیم چگالی به دلیل افزایش یا کاهش دما چگونه تغییر می‌کنه، به‌راحتی میشه اثرات دما رو بر سیال جبران کرد. با استفاده از یک جدول استاندارد برای سیال که وزن مخصوص سیال رو در هر درجه دما نشان بده.

یک سنسور دمای اضافه، مثل یک سنسور دمای PT100، یا حتی یک سنسور دمای یکپارچه در ترانسمیتر فشار (ترانسمیتر فشار استاندارد/غوطه ور که همراه با فشار، دما رو هم اندازه‌گیری کنه)، می‌تونه اندازه‌گیری دمای مورد نیاز رو برای شما فراهم کنه. اگر از رفتار دمایی سیال و چگونگی تغییر وزن مخصوص آن اطلاع داشته باشید، می‌تونید به راحتی این اثرات رو در سیستم کنترل خود جبران کرده و با استفاده از وزن مخصوص مناسب مطابق جدول استاندارد سیال، محاسبات سطح رو اصلاح کنید.

همونطور که قبلا هم گفتیم، تغییرات در وزن مخصوص می‌تونه ناشی از اثرات دما باشه. اما اگر ترکیبات سیال شما تغییر کنن، اندازه‌گیری دما به تنهایی برای جبران تغییرات وزن مخصوص سیال کافی نیست.

با این حال، جبران چگونگی تغییر وزن مخصوص سیال به دلیل تغییرات در ترکیبش، مثل آب نمک یا فاضلاب، بسیار آسونه! در فاضلاب یا آب نمک یک سنسور فشار هیدرواستاتیک دوم، مثلاً یک سطح سنج هیدرواستاتیک یا یک ترانسمیتر فشار نصب شده جانبی، باید کمی بالاتر از سنسور هیدرواستاتیک اول، در یک فاصله مشخص بین یکدیگه قرار بگیرن. الآن دو عدد فشار متفاوت خواهید داشت و با دونستن فاصله دو سنسور، می‌تونید ابتدا وزن مخصوص رو محاسبه و سپس سطح خود را با وزن مخصوص محاسبه کنید. بنابراین، می‌تونید سطح رو با دقت بالاتری محاسبه کنید.

وزن مخصوص رو به صورت زیر محاسبه کنید:

ρ = (p1 – p2) / g * (h1 – h2)

ρ = چگالی سیال [kg/m³]

p1 = فشار هیدرواستاتیک سنسور پایین [bar]

p2 = فشار هیدرواستاتیک سنسور بالایی [bar]

g = نیروی گرانشی یا شتاب گرانشی [m/s²]

h1 – h2 = فاصله بین دو سنسور

حالا شما وزن مخصوص سیال رو خیلی دقیق محاسبه کردید. الآن می‌تونید سطح فعلی رو دقیقاً با این فرمول محاسبه کنید:

h = p / (ρ * g)

p = فشار هیدرواستاتیک سنسور پایین یا بالایی (گیج) [bar]

ρ = وزن مخصوص مایع [kg/m³]

g = نیروی گرانشی یا شتاب گرانشی [m/s²]

h = ارتفاع ستون مایع [m] = سطح

پاسخ به این سوال بسیار ساده‌ست. برخلاف بسیاری از فناوری‌های اندازه‌گیری سطح غیر تماسی در بازار، اندازه‌گیری سطح هیدرواستاتیک از اختلالات تأثیر نمی‌گیره.

سنسور فشار هیدرواستاتیک یا استاندارد در تماس مستقیم با مایع، در نقطه اندازه‌گیری، زیر سطح قرار می‌گیره. بنابراین تحت تأثیر هیچ‌گونه اختلال بالای سطح مثل کف، گرد و غبار، پاشیدن آب یا تار عنکبوت قرار نمی‌گیره.

حتی از اونجایی که این فناوری در تماس مستقیم با سیاله، رسوبات، آلودگی، ذرات معلق و غیره باعث ایجاد اختلال در سنسور نمیشن. اگر مخزن یا حوضچه خالی بشه و روی سنسور سطح رسوبات تشکیل بشه، میشه اونو به راحتی با استفاده از یک پارچه یا شستشو با آب به عنوان بخشی از تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده تمیز کرد.

بنابه این دلایل، اندازه‌گیری سطح به روش هیدرواستاتیک، یکی از قابل اعتمادترین فناوری هایی است که می‌تونید در بازار پیدا کنید.

غالباً، سطح با اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیک اندازه‌گیری میشه، در حالی که هدف واقعی، نظارت بر حجم مایع درون مخزن یا حوضه هست. از اونجایی که فشار هیدرواستاتیک تحت تأثیر شکل مخزن یا محفظه قرار نمی‌گیره (پس تحت تاثیر حجم هم قرار نمی‌گیره)، حجم باید در سیستم کنترل بر اساس سطح فعلی اندازه‌گیری‌شده محاسبه بشه.

برای محاسبه حجم یک مخزن (محفظه)، شکلش باید با استفاده از جدول به اصطلاح خطی سازی مخزن در سیستم کنترل برنامه‌ریزی بشه، که اساساً یک جدول ساده شامل مجموعه‌ای از حجم های مربوط به سطوح مختلف پر شدن مخزنه. سیستم کنترل معمولاً از توابع خطی برای محاسبه حجم در هر نقطه‌ای از فشار هیدرواستاتیک اندازه‌گیری شده، استفاده می‌کنه.

آیا آماده‌ای تا کسب و کار خودت رو به سطحی بالاتر ارتقا بدی؟

پس همین الآن با ما تماس بگیر!

۰۹۱۰-۲۰۷-۱۰۸۷  |  ۰۳۱۳-۲۶۸-۴۹۰۲

همچنین می‌تونی فرم زیر رو پر کنی تا کارشناسان ما در اسرع وقت باهات تماس بگیرن یا همین الآن، با یکی از کارشناسان بصورت آنلاین گفتگو کنی.

اسکرول به بالا