Како индустрије широм света настоје да побољшају контролу процеса, квалитет процесних мерења се често занемарује; али високо{0}}квалитетно мерење је услов за свако контролно решење. Без обзира на то колико је софистициран ваш ДЦС, ПЛЦ, СЦАДА или систем за прикупљање података{2}}у облаку, без тачних и поузданих података процеса, није важно.
Доступне су многе различите технологије, али најраспрострањенија је диференцијални притисак. Мерење нивоа помоћу трансмитера диференцијалног притиска користи добро-схваћене принципе, доказано је на терену-и нуди предности у погледу трошкова у односу на друге технологије. Међутим, мерење нивоа диференцијалног притиска има главног непријатеља: температуру.
Температура може негативно утицати на тачност мерења нивоа. Овај чланак ће објаснити зашто температура има овај ефекат и како га ублажити.
Узрок
Мерење нивоа диференцијалног притиска функционише тако што се на основу измереног диференцијалног притиска закључује ниво резервоара. Да би се користила метода диференцијалног притиска, измерени медијум мора имати константну густину. Притисак који ствара течност у резервоару је већи од референтног притиска. Ако предајник користи аналогни сигнал од 4 до 20 мА, треба га поставити тако да сигнал од 4 мА одговара притиску када је резервоар празан, а сигнал од 20 мА притиску када је резервоар пун.
Референтни притисак који је овде поменут може да варира у зависности од дизајна резервоара. Отворени резервоар је отворен према атмосфери и користи атмосферски притисак као референцу. У затвореном резервоару или резервоару под притиском, референтни притисак је притисак на врху резервоара.
У затвореном резервоару, страна ниског{0}}притиска предајника је повезана са врхом резервоара. Постоји неколико различитих метода повезивања, као што су мокри-прекид и суви-прекид. Међутим, једна од најчешћих метода користи даљински заптивач повезан преко капиларне цеви. Капиларна цев је напуњена течношћу, која преноси притисак на сензор трансмитера.
У овој инсталацији, трансмитер диференцијалног притиска мери притисак медијума у резервоару, притисак на врху резервоара и висину притиска коју ствара течност за пуњење у капиларној цеви. У суштини, притисак који ствара течност за пуњење је као предајник који мери ниво у резервоару, али резервоар је увек 100% пун. Сви паметни трансмитери притиска који су тренутно на тржишту могу мерити притисак капиларне главе. Међутим, пошто се овај флуид за пуњење налази у веома малој запремини иу веома дугачкој цеви, на њега утиче температура. Као и код свих течности, промене температуре изазивају промене у густини (СГ), што заузврат изазива промене у висини притиска коју мери трансмитер. Као што је раније поменуто, густина мора бити стабилна да би се користила метода диференцијалног притиска.
Овај температурни ефекат може настати из неколико различитих извора. Може бити узроковано тиме што је капилара високог{1}}капилара краћа од капиларе ниског{2}}притиска, различитим температурама између стране високог и ниског{3}}притиска, или зато што је капилара предугачка. Све ово може да се исправи помоћу добро{5}}дизајнираног система нивоа.
Методе
Различите дужине капилара: Индустрија је пронашла различите методе за решавање грешака изазваних овом ситуацијом. Ово је узроковано различитим запреминама течности за пуњење у свакој капилари. Дуже капиларе су више погођене од краћих. Ово доводи до неравнотеже између стране високог-притиска и ниског-притиска. Како се ова неравнотежа може исправити? Уравнотежите их. Први метод је једноставан, али ефикасан. Једноставно направите обе капиларе исте дужине. Ово осигурава да свака капилара доживљава исту температуру када је напуњена истом запремином течности, чиме се уравнотежују ефекти. Други приступ је одржавање исте дужине капилара, али варирање унутрашњег пречника како би се уравнотежили температурни ефекти. Обе методе су ефикасне. Први метод може бити мало скупљи, али лакши за дизајн. Други метод захтева одређени инжињерски напор.
Температурна разлика: У резервоарима је уобичајена разлика у температури између два процесна прикључка на резервоару. Циљ дизајна резервоара је да се што више резервоара угура у најмањи могући простор. Овај распоред доводи до тога да је трансмитер/процесна веза високог-притиска/процесна капилара-капилара у сенци, док је капилара ниског -процесног прикључка/ниског-притиска на директној сунчевој светлости. Као што сви знамо, постоји значајна температурна разлика између директне сунчеве светлости и сенке. Слично горе наведеном решењу, дизајн система за мерење нивоа захтева да обе процесне везе/капиларе „осете“ исту температуру. Решење је додавање референтне капиларе систему. Референтна капилара је повезана са страном ниског{10}}притиска и повезана заједно, пружајући се уз капилару високог{11}}притиска. Ова референтна капилара „преноси“ температуру капиларе ниског{13}}капилара високог{14}}капилара високог притиска. Две капиларе и референтна капилара постижу температурну равнотежу, елиминишући било какву температурну неравнотежу.
Дуге капиларне цеви: Што је дужа капиларна цев, већи је утицај температуре на систем. Дуге капиларе се користе у високим дестилационим колонама, испаривачима и свим високим резервоарима за складиштење. Док горе поменуте методе могу смањити овај ефекат, дужина капилара је често предуга за ове методе. То доводи до нетачних мерења и неупотребљивих нивоа течности. Дакле, како се ефекти температуре у овим апликацијама могу елиминисати? Одговор је једноставан-уклоните капиларну цев. Неколико компанија на тржишту нуди системе који замењују капиларну цев електричним ожичењем. Ови системи имају два различита сензора притиска, један се налази на прикључку високог{7}}притиска, а други на страни ниског{8}}притиска. Два сензора комуницирају један са другим путем електричних инсталација, на које температура не утиче. Сензор на конектору за процес високог{11}}притиска користи информације са другог сензора да генерише излазни сигнал нивоа. Овај систем има недостатака, од којих је прва цена. Овај систем користи два предајника, док стандардни систем капиларне заптивке има само један, што га чини дупло скупљим. Друго, иако је тачност добра, добро{15}}дизајниран систем предајника/капиларне цеви/заптивке дијафрагме може га надмашити.
Закључак
Температура може да утиче на перформансе ових уређаја, али добро{0}}добро дизајнирано решење може да ублажи ове ефекте. Коришћење диференцијалног притиска за мерење нивоа резервоара је доказана, исплатива-метода. Пружа тачно и поуздано мерење нивоа и брзо преноси ове информације до контролера.
