Yağ-su ve kimyasal tanklar için arayüz seviye ölçüm yöntemlerini karşılaştırın ve sıvı yoğunluklarınız ve tank yüksekliğinizle bir fiyat teklifi isteyin.
Arayüz seviyesi ölçümü, aynı tank içindeki iki karışmayan sıvı arasındaki sınırın ölçülmesidir, örneğin bir üretim ayırıcısındaki yağ-su arayüzü veya bir kimyasal tankta ürün tabakası ile sulu faz arasındaki sınır. En yaygın kullanılan endüstriyel yöntem, çift şamandıralı manyetostriktif arayüz vericisidir; bu, arayüzü yoğunluk farkıyla algılar: bir seviye şamandırası üst sıvının üst yüzeyinde yüzerken, iki sıvı arasında bir yoğunluğa sahip olacak şekilde tasarlanmış bir arayüz şamandırası üst fazdan geçerek sınıra yerleşir. Bu yaklaşım tipik olarak ±1-2 mm arayüz doğruluğusağlar, iki sıvı arasındaki yoğunluk farkı en az yaklaşık 50 kg/m³ olduğundagüvenilir şekilde çalışır ve yaklaşık 20 m yüksekliğekadar tankları kapsar; bu da onu yağ-su ayırıcıları, yakıt-su çökeltme tankları ve kimyasal arayüz uygulamaları için varsayılan çözüm haline getirir.
Farklı yoğunluklara sahip iki sıvı aynı tankta depolandığında veya işlendiğinde, hafif sıvı üstte olacak şekilde iki ayrı tabakaya ayrılırlar. İki tabakanın buluştuğu düzleme arayüz denir.
İki sıvılı bir tankın tam bir resmi için iki ölçüm gerekir:
İki okuma bağımsızdır. Bir yağ-su ayırıcısında, yağ yüzeyi sabit kalabilirken su bölmesi boşalır ve arayüz yükselir veya alçalır. Yalnızca toplam seviyeyi bilen operatörler, ne kadar su biriktiği, yağ çıkışına taşmaya ne kadar yakın olduğu veya ayırma bölümünün hiç çalışıp çalışmadığı hakkında hiçbir fikre sahip değildir.
Arayüz ölçümü, iki sıvının kasıtlı olarak ayrıldığı, karıştırıldığı veya çekildiği her yerde önemlidir:
Her iki sıvı da aynı kapta bulunduğundan, ölçüm tekniği bunları ayırt etmelidir — yoğunluk, dielektrik sabiti veya başka bir fiziksel özellik ile — sadece "sıvı mevcut" algılamak yerine.
Geleneksel bir seviye vericisi tek bir soruyu yanıtlar: tankta ne kadar sıvı var. İki sıvılı uygulamalarda bu yanıt tehlikeli derecede eksiktir.
Bir desalter veya yıkama tankı düşünün. Toplam seviye, çalışma aralığının ortasında rahatça okunurken, arayüz su çekme hattının yalnızca birkaç santimetre üzerinde durur. Su vanası bir sonraki açılışında, operatör su yerine ürün çeker — bu, bitmiş bir partiyi kirletebilen, aşağı akış ekipmanını kirletebilen veya ürün kalitesi reddine yol açabilen bir taşma (carryover) olayıdır. Tersi de aynı derecede maliyetlidir: arayüzü çok düşük tutan bir ayırıcı, suyu yağ çıkışına sürükleyerek spesifikasyon dışı yağ üretebilir ve aşağı akış kapasitesini boşa harcayabilir.
Arayüz seviyesi aynı zamanda bir proses değişkenidir, sadece bir güvenlik okuması değildir. Sürekli ayırmada, arayüz konumu kalış süresini, birleşme verimliliğini ve her iki çekim akımının kalitesini kontrol eder. Birçok tesis arayüzü otomatik olarak kontrol eder: arayüz vericisi, su veya alt çekimdeki bir kontrol vanasını besleyerek sınırı set noktasında tutar. Gerçek bir arayüz ölçümü olmadan, bu döngünün girişi yoktur ve operatörler manuel dip numune almaya geri döner.
Son olarak, tek bir seviye okuması bir arayüzü hiç algılayamaz. Bir yüzey şamandırası, üstteki bir radar veya alttaki bir basınç hücresi toplam seviyeye yanıt verir; hiçbiri yağın nerede bittiğini ve suyun nerede başladığını söyleyemez. Arayüz görevi özel bir teknik gerektirir.
Endüstriyel arayüz ölçümünde beş yöntem baskındır. Bunlar, iki sıvıyı nasıl ayırdıkları, sınırı ne kadar doğru buldukları ve her birinin nerede başarısız olduğu açısından farklılık gösterir.
Manyetostriktif arayüz vericisi, arayüz ölçümünün iş gücüdür. Tek bir manyetostriktif dalga kılavuzu üzerinde iki kalıcı mıknatıslı şamandıra ile kaldırma kuvveti (Arşimet) prensibini kullanır:
Bir akım darbesi dalga kılavuzundan aşağı doğru ilerler; her şamandıranın manyetik alanı bir burulma geri dönüş darbesi üretir ve cihaz, uçuş süresinden her iki şamandıra konumunu hesaplar. Sonuç, prosesle temas halinde şamandıralar dışında hareketli parça olmadan, tek bir cihazda toplam seviye ve arayüz seviyesinin doğrudan, bağımsız bir ölçümüdür.
Tipik performans, ±1-2 mm arayüz doğruluğu, milimetre altı tekrarlanabilirlik ve yaklaşık 20 m'ye kadar tanklar için prob uzunluklarıdır. Ana gereksinim yoğunluk farkıdır: arayüz şamandırasının, birinde batacak ve diğerinde yüzecek şekilde boyutlandırılabilmesi için iki sıvı arasında en az yaklaşık 50 kg/m³ olması gerekir. WELK'in manyetostriktif arayüz seviye vericisi tam olarak bu görev için üretilmiştir.
Manyetik seviye göstergesi, kabın yanına monte edilen ve üstten ve alttan prosese bağlanan görsel bir gösterge kolonudur. Kolonun içinde, harici bir göstergeyi çalıştıran manyetik bir düzenek taşıyan bir şamandıra bulunur. Bir arayüzü ölçmek için göstergeye iki şamandıra takılır: kolonun üst kısmına yakın standart bir seviye şamandırası ve iki sıvı arasında bir yoğunluğa sahip renkli bir arayüz şamandırası. İki şamandıra, göstergede farklı konumlarda görünür - genellikle renkle ayırt edilir - operatörlere hem yüzeyin hem de sınırın bir bakışta okunmasını sağlar. Aynı kolona, uzaktan 4-20 mA/HART veya Modbus çıkışı için bir manyetostriktif veya kamış anahtarlı verici eklenebilir.
Arayüz doğruluğu tipik olarak ±5-10 mm'dir, bu çoğu ayırıcı ve kimyasal görevlerin çoğu için yeterlidir ve düşük yoğunluk farkı hizmetinde basınca dayalı yöntemlerden belirgin şekilde daha iyidir çünkü şamandıra, çıkarılan bir basınç oranına değil doğrudan kaldırma kuvvetine yanıt verir. Gösterge arkasındaki fiziksel prensip, manyetik seviye göstergesi çalışma prensibikılavuzumuzda ayrıntılı olarak ele alınmıştır ve WELK standart manyetik seviye göstergesi tek veya çift şamandıralı.
Diferansiyel basınç, arayüzü dolaylı olarak ölçer. Farklı yüksekliklerdeki iki basınç noktası arasına bağlanan bir verici, sıvı katmanlarının birleşik hidrostatik basıncını ölçer; toplam seviye biliniyorsa ve her iki sıvı yoğunluğu sabitse, arayüz basınç dengesinden hesaplanır.
DP ucuzdur, kanıtlanmıştır ve tank içi eleman gerektirmez — kirlenme veya yüksek sıcaklık uygulamalarında bir avantajdır. Ancak bu doğrudan bir ölçüm değil, bir çıkarımdır ve koşullar değiştikçe doğruluğu düşer. Sıvılardan herhangi birinin yoğunluğu sıcaklık veya bileşimle değişirse, gerçek arayüz hareket etmese bile hesaplanan arayüz kayar. Ve arayüz, diferansiyel basınca yalnızca yoğunluk farkıyla orantılı olarak katkıda bulunduğundan, küçük bir yoğunluk farkı, büyük bir arayüz değişiminin yalnızca küçük bir basınç değişimi ürettiği anlamına gelir. ±10-25 mm aralığında doğruluk tipiktir ve hafif sıvı uygulamalarında daha kötü olabilir. DP, yoğunluk farkının büyük olduğu ve sıkı kontrolün kritik olmadığı basit, kararlı iki sıvı sistemleri için makul bir seçim olmaya devam etmektedir.
Kapasitans probları, bir çubuk veya kablo etrafındaki dielektrik sabitindeki değişimi algılar. Karışmayan sıvılar genellikle farklı dielektrik sabitlerine sahip olduğundan, arayüz probun yanından geçerken probun kapasitansı değişir. Tek bir sürekli prob, kapasitans profilinden arayüzü türetirken, birden fazla kısa prob, her biri kendi yüksekliğinde hangi sıvının olduğunu bildirir.
Su-yağ uygulaması bu yöntem için uygundur: su çok yüksek bir dielektrik sabitine (yaklaşık 80) sahipken hidrokarbonlar tipik olarak 2-4'tür ve büyük kontrast güçlü bir sinyal üretir. Doğruluk tipik olarak ±10-20 mm'dir.
Kapasitansın zayıflığı, dielektrik geçişi bulanıklaştıran her şeydir: sınırda bir emülsiyon tabakası, prob üzerinde biriken iletken kaplamalar veya yüzeyde köpük. Bunların her biri sinyalin keskinliğini azaltır ve görünen arayüzü geçiş bandının ortasına kaydırır. Kapasitans, dielektrik kontrastın güçlü olduğu ve prosesin temiz olduğu durumlarda pratik ve ekonomik bir seçimdir, ancak spesifikasyondan önce gerçek sıvılara karşı doğrulanmalıdır.
Kılavuzlu dalga radarı, sıvı boyunca uzanan bir probdan aşağı bir mikrodalga darbesi gönderir. Arayüz modunda, cihaz iki yankıyı analiz eder: ilki üst yüzeyden gelir ve dielektrik sabitinin değiştiği arayüzde ikinci bir yankı oluşturulur. Arayüz konumu, ikinci yankının uçuş süresinden türetilir.
Kullanılabilir bir arayüz yankısı için, üst sıvı düşük dielektrikli bir akışkan olmalıdır — tipik olarak yaklaşık 10'un altında, ideal olarak alt sıvıya karşı 10 veya daha fazla kontrastla — bu nedenle klasik uygulama, su üzerinde yağ veya sulu faz üzerinde hidrokarbondur. Tipik arayüz doğruluğu ±10-25 mm aralığındadır ve arayüz keskin olduğunda ve üst katman, iki yankının ayrılması için yeterince kalın olduğunda performans en iyisidir.
Guided wave radar, şamandıra gerektirmez, yoğunluk mühendisliği gerektirmez ve bazı köpüklerin içinden ölçüm yapabilir. Ancak iki sıvının dielektrik sabitleri benzer olduğunda, emülsiyon arayüzü gizlediğinde veya üst katman yankı ayrımı için çok ince olduğunda zorlanır. Yoğunluk farkının marjinal olduğu ancak dielektrik kontrastın güçlü olduğu durumlarda şamandıra yöntemlerine mükemmel bir alternatiftir.
| Yöntem | Tipik arayüz doğruluğu | Temel gereksinim | En uygun olduğu durumlar | Ana sınırlama |
|---|---|---|---|---|
| Magnetostriktif verici; çift şamandıra | ±1-2 mm | Yoğunluk farkı ≥ ~50 kg/m³ | Petrol-su ayırıcıları; yakıt-su tankları; depolama tankları | Çok küçük yoğunluk farkları veya yoğun emülsiyon için uygun değil |
| Arayüz şamandıralı manyetik seviye göstergesi | ±5-10 mm | Şamandıra yoğunluğunun iki sıvı arasında olması | Verici seçenekli yerel gösterge | Arayüz şamandırası belirli sıvılara göre boyutlandırılmalıdır |
| Diferansiyel basınç | ±10-25 mm; yoğunluğa bağlı | Bilinen; kararlı yoğunluklar | Büyük kararlı tanklar; basit sıvılar | Yoğunluk farkı azaldıkça doğruluk düşer |
| Kapasitans | ±10-20 mm | Dielektrik sabiti kontrastı | Petrol-su; temiz hizmet | Kaplama; emülsiyon; köpükten etkilenir |
| Guided wave radar; arayüz modu | ±10-25 mm | Üst sıvı düşük dielektrik (< ~10); güçlü kontrast | Su veya sulu faz üzerinde petrol | Dielektrikler benzer ise zayıf arayüz yankısı |
Bir arayüz cihazı belirlemek, yöntemi beş proses gerçeğiyle eşleştirme meselesidir.
Bu ilk filtredir. Şamandıra tabanlı yöntemler — magnetostriktif ve manyetik gösterge — üst sıvıda batan ve alt sıvıda yüzen bir şamandıra boyutlandırmak için en az yaklaşık 50 kg/m³ yoğunluk farkı gerektirir. Çoğu petrol-su ve yakıt-su ayırımı bunu rahatça karşılar. Yoğunluk farkı daha küçükse, basınç tabanlı veya radar yöntemleri pratik tek seçenek olabilir ve fark daraldıkça bunlar bile hassasiyetini kaybeder. Başlamadan önce her iki sıvının çalışma sıcaklığındaki yoğunluklarını bilin.
Çok az arayüz keskin hatlıdır. Bir emülsiyon katmanı — iki sıvının karışık bir bandı — sınırda bulunabilir ve köpük yüzeyi kaplayabilir. Şamandıralar, band içindeki kaldırma kuvveti konumlarına tepki verir; radar ve kapasitans, bir adım yerine kademeli bir geçiş görür ve her yöntem, arayüzü belirsizlik bandıyla raporlar. Emülsiyonun yoğun olduğu yerlerde, daha uzun arayüz şamandıralı doğrudan şamandıra yöntemleri genellikle en tekrarlanabilir sonucu verir, ancak beklenen bant kalınlığını tedarikçiye bildirin ki şamandıra ve kurulum buna göre boyutlandırılsın.
Sıcaklık, yoğunluğu (ve dolayısıyla şamandıra boyutlandırmasını ve DP çıkarımını) ve dielektrik sabitini (radar ve kapasitans) etkiler. Basınç önemlidir çünkü cihazın mekanik derecesini sınırlar. Yüksek basınçlı separatörler ve kaplar, uygun flanşlar ve gövde malzemesi ile derecelendirilmiş bir gösterge gerektirir — WELK'in yüksek basınçlı manyetik seviye göstergesi bu görevi karşılar. Proses aşındırıcıysa, ıslanan parçalar yükseltilmelidir; astarlı bir manyetik seviye göstergesi, agresif kimyasal hizmet için standart cevaptır.
Enstrüman fiziksel olarak uymalıdır. Manyetostriktif ve radar probları, üst nozul ve çalışma aralığı boyunca arayüze ulaşmak için yeterli prob uzunluğu gerektirir; yana monteli manyetik gösterge, kolonun tank iç kısımlarından arındırılmış olmasıyla üst ve alt proses bağlantılarına ihtiyaç duyar. Çok uzun tanklar, probları 20 m ve ötesine ulaşabilen manyetostriktif veya radarı tercih ederken, basınç tabanlı yöntemler probları olmadığı için her yükseklikte çalışır. Tank iç parçaları, bölmeler ve karıştırıcılar, şamandıra veya prob kurulumuna müdahale etmemelidir.
Son olarak, okumanın nasıl kullanılacağını düşünün. Yalnızca yerel servis, manyetik gösterge göstergesiyle iyi karşılanır. Kontrol veya uzaktan izleme, 4-20 mA, HART veya Modbus çıkışlı elektronik bir verici gerektirir — manyetostriktif arayüz vericisi, toplam ve arayüz değerlerini aynı veri yolu üzerinden sağlar, bu da çoğu kontrol döngüsünün zaten ihtiyaç duyduğu şeydir.
Klasik bir yağ-su ayırıcısında, manyetostriktif çift şamandıralı verici varsayılan seçenektir. Seviye şamandırası yağ yüzeyini bildirir; arayüz şamandırası yağ-su sınırında durur ve su çekme kontrol vanasını besler. Verici her iki değeri de çıkardığından, tek bir cihaz ayırıcının iki kontrol döngüsünü kapatır ve ±1-2 mm arayüz doğruluğu su kolonunu dengede tutarak hem yağ çıkışına su taşınmasını hem de su çıkışına yağ sürüklenmesini önler. Yedek yerel gösterge için, renkli arayüz şamandıralı manyetik seviye göstergesi, devreye alma ve rutin bakım sırasında vericiye karşı doğrulanabilen görsel bir çapraz kontrol sağlar.
Kimyasal tanklar, sıvıların yoğunluk, dielektrik sabiti, aşındırıcılık ve sıcaklık açısından büyük farklılıklar göstermesi nedeniyle tabloyu karmaşıklaştırır. Yoğunluk farkıyla başlayın: fark yaklaşık 50 kg/m³'ü netleştiriyorsa ve proses yoğun şekilde emülsifiye değilse, manyetostriktif arayüz vericisi veya arayüz şamandıralı manyetik gösterge en doğru sonucu verir. Üst sıvı, sulu faz üzerinde düşük dielektrikli bir hidrokarbon ise, arayüz modunda kılavuz dalga radarı, şamandırasız güçlü bir alternatiftir. Yoğunluk ve dielektriklerin her ikisi de marjinal ise, telafi edilmiş yoğunluklu DP, daha düşük doğruluğu kabul ederek geri dönüş seçeneğidir.
Korozyon direnci, ıslanan malzeme seçimini belirler. Agresif kimyasallar için, korozyon önleyici kaplamalı manyetik seviye göstergesi kolonu ve şamandıraları korur ve aynı husus manyetostriktif ve radar cihazlarındaki prob malzemeleri için de geçerlidir. kimyasal depolama tankları uygulama rehberimiz malzeme ve montaj sorularını daha ayrıntılı ele alır. İki sıvının büyük ölçekte depolandığı yerlerde — yakıt-su çökeltme tankları, su kolonlu ürün depolama — depolama tankları için manyetostriktif seviye göstergesi çift şamandıralı arayüz ölçümünü uzun tanklara genişletir ve manyetik gösterge standart yerel yedek olarak kalır.
Çoğu yağ-su ayırıcı için, çift şamandıralı bir magnetostriktif arayüz vericisi en iyi yöntemdir. Yağ yüzeyini ve yağ-su sınırını tek bir cihazda, tipik arayüz doğruluğu ±1-2 mm ile ölçer ve yağ ile su arasındaki yoğunluk farkının en az yaklaşık 50 kg/m³ olduğu her tankta çalışır — ki bu neredeyse tüm tanklardır. Arayüz şamandıralı manyetik seviye göstergesi standart yerel gösterge alternatifidir ve arayüz modunda kılavuz dalga radarı, şamandıranın kabul edilemediği durumlarda iyi çalışır.
Şamandıra tabanlı yöntemler için, iki sıvı arasındaki yaklaşık 50 kg/m³ (0.05 g/cm³) yoğunluk farkı pratik minimumdur, çünkü arayüz şamandırası üst sıvıda batacak kadar yoğun ve alt sıvıda yüzecek kadar hafif olmalıdır. Bu farkın altında, basınç tabanlı ve radar yöntemleri hala uygulanabilir ancak daha düşük doğrulukla ve arayüzün keskin kontrolü daha zordur.
Tipik değerler şunlardır: magnetostriktif çift şamandıralı vericiler ±1-2 mm; arayüz şamandıralı manyetik seviye göstergeleri ±5-10 mm; kılavuz dalga radarı ve kapasitans ±10-25 mm aralığında; ve diferansiyel basınç en iyi ihtimalle ±10-25 mm, yoğunluk farkı küçük olduğunda genellikle daha kötüdür. Doğru hedef prosese bağlıdır — bir ayırıcı su tahliye döngüsü genellikle en sıkı kontrolü gerektirir.
Evet. Kılavuz dalga radarı, dielektrik sabitinin değiştiği yerden yansıyan ikinci bir eko ile arayüz konumunu türeten özel bir arayüz moduna sahiptir. Üst sıvının düşük dielektrikli bir sıvı (tipik olarak yaklaşık 10'un altında) olduğu durumlarda, örneğin su veya sulu faz üzerinde yağ veya hidrokarbon gibi, en iyi çalışır ve şamandıra boyutlandırma ihtiyacını ortadan kaldırır. İki sıvının dielektrik sabitleri benzer olduğunda veya kalın bir emülsiyon tabakası sınırı bulanıklaştırdığında daha az güvenilirdir.
Sıkı, sürekli arayüz kontrolü veya hem seviye hem arayüzün uzaktan çıkışı gerektiğinde magnetostriktif arayüz vericisini seçin — en iyi doğruluğu (tipik olarak ±1-2 mm) sunar ve bir 4-20 mA/HART veya Modbus kontrol döngüsünü besler. Yerel, mekanik göstergenin öncelikli olduğu ve basit, kendinden güvenli görsel okuma istediğinizde, isteğe bağlı olarak kolona eklenen bir verici ile arayüz şamandıralı manyetik seviye göstergesini seçin.
Arayüz görevi hazır bir ürün değildir. Doğru cihaz, iki sıvınız arasındaki yoğunluk farkına, beklenen emülsiyon bandına, sıcaklık ve basınca ve tank geometrinize bağlıdır — bu nedenle bir şartname her zaman proses verilerinizle başlar.
Bir ayırıcıda yağ-su arayüzü veya bir kimyasal tankta ürün/sulu arayüz ölçüyorsanız, çalışma sıcaklığındaki iki sıvı yoğunluğunuz, tank yüksekliği ve nozul detayları ve proses sıcaklığı ve basıncı ile bizimle iletişime geçin. WELK mühendisleri, kabınıza göre boyutlandırılmış ve kontrol sisteminizin ihtiyaç duyduğu çıkışla tedarik edilen bir magnetostriktif arayüz vericisi, arayüz şamandıralı manyetik seviye göstergesi veya uygun alternatifi önerecektir — fabrika testi ve kalite kontrol dokümantasyonu. Bugün teklifinizi isteyin.
Dual-float magnetostrictive transmitter for total level and liquid-liquid interface measurement review.
Magnetic level gauge for local indication on pressure vessels up to 16 MPa and 350 C.
Magnetic level gauge with PTFE, PP, PVC or lined wetted parts for corrosive liquid tanks.
Send drawings, dimensions, material, environment or operating conditions, and we will help confirm the right specification.
Uploaded reference files are included with the inquiry. For larger CAD packages, reply to the confirmation email or send them here:
Our team typically replies within 24 saat.
