על ידי חישוב באמצעות שתי מדידות לחץ, ניתן לקבל ערכים עבור מפלס נוזל, ממשק, צפיפות וקצב זרימה. לעתים קרובות אנו משתמשים במשדרי לחץ דיפרנציאליים כדי למדוד את רמת הנוזל בכלים. זוהי שיטת מדידה-מוכחת היטב בבקרת תהליכים תעשייתיים. להלן, נבחן את היתרונות והיישומים של ניצולמשדרי לחץ דיפרנציאלייםלמדידת מפלס נוזל.
עקרון עבודה
מכשיר מדידת רמת נוזל בלחץ ההפרש מורכב משני אוגני דיאפרגמה. הדיאפרגמות חשות את הפרש הלחץ בין שתי נקודות הקשה בלחץ, המשקפות בעקיפין את גובה מפלס הנוזל. צד הלחץ הגבוה- של המשדר מותקן בתחתית הכלי, בכפוף ללחץ ההידרוסטטי מעמודת הנוזל וללחץ פאזת הגז בתוך הכלי. צד הלחץ הנמוך- מותקן בחלק העליון של הכלי, בכפוף רק ללחץ שלב הגז. מכיוון שלחץ שלב הגז בשתי הנקודות זהה, ניתן להשתמש בערך הלחץ ההפרש המתקבל לחישוב גובה מפלס הנוזל וצפיפות הנוזל. מדידת לחץ דיפרנציאלית מסורתית ישימה באופן נרחב ויכולה אפילו לזהות לחצים דיפרנציאליים הנמוכים עד כמה מיליבר.
מבחינה מבנית, משדר רמת הלחץ ההפרש נמצא במגע ישיר עם המדיום דרך אטמי דיאפרגמה עליונה ותחתונה. מאחורי דיאפרגמות אלו מחוברים נימים מלאים בשמן סיליקון (נוזל העברת הלחץ), אשר מעבירים ביציבות את לחץ התהליך ליחידת מדידת הלחץ ההפרש. שיטת מדידה זו יכולה למנוע פרמטרים המושפעים מטמפרטורות גבוהות וחומרים מאכלים.
כאשר מפלס הנוזל בכלי משתנה, הלחץ הסטטי בנקודת החישה התחתונה משתנה באופן פרופורציונלי לגובה עמודת הנוזל, בעוד שלחץ פאזת הגז על הסרעפת העליונה נשאר קבוע בעצם. לכן, הפרש הלחץ הנוצר בין הסרעפת העליונה והתחתונה משתנה באופן סינכרוני עם מפלס הנוזל. משדר הלחץ ההפרש ממיר את ערך הלחץ ההפרש הזה לפלט אות חשמלי ומתרגם אותו לאות רמת נוזל מתאים בהתאם ליחס טווח מוגדר מראש. אות זה מסופק לאחר מכן למערכת הבקרה לצורך תצוגה, אזעקה או ויסות לולאה סגורה-.
יתרונות מדידה
משדרי לחץ דיפרנציאליים מציעים ישימות טובה ויכולים לפעול ביציבות לאורך תקופות ארוכות בתנאים הכוללים טמפרטורות גבוהות, לחץ גבוה, מדיה קורוזיבית או צמיגה. בשילוב עם אטמי דיאפרגמה ומבנה אוגן כפול, ניתן לבודד ביעילות את אלמנט החישה ממדיום התהליך, ולמנוע בעיות כמו סתימה, קורוזיה והתגבשות, ובכך להפחית את תדירות התחזוקה ולהאריך את חיי השירות. מבחינת יציבות המדידה, משדרי לחץ דיפרנציאליים, המבוססים על עקרון מדידה בוגר, מספקים אות פלט עם קשר ליניארי טוב לגובה מפלס הנוזל. הם מציעים חזרה טובה וסחיפה מינימלית, מה שהופך אותם למתאימים לניטור רציף ובקרה אוטומטית.
יישומים
בתעשייה הפטרוכימית,משדרי לחץ דיפרנציאלייםמשמשים בדרך כלל למדידת לחץ ורמת נוזל בכלי תגובה ומיכלי אחסון בלחץ. במגזר החשמל והאנרגיה, הם משמשים לעתים קרובות בתופי דוודים, מיכלי מי הזנה, מיכלי עיבוי ומערכות דה-sulfurization ו-denitrification. במדעי החיים ובתעשיית המזון, הם מועסקים לעתים קרובות לניטור מפלס נוזלים במיכלי תסיסה, מיכלי אחסון ומיכלי אצווה. ביישומים להגנת הסביבה וביישומים עירוניים, הם משמשים בדרך כלל במיכלי מינון כימיקלים, יחידות טיפול טבולות ומערכות צינורות בלחץ. בנוסף, ישנם תרחישי יישומים רבים אחרים שאינם מופיעים כאן. משדרי לחץ דיפרנציאליים מתאימים לא רק למדידת מפלס נוזלי מיכל אחסון מסורתית, אלא גם מכסים את צרכי ניטור מפלס הנוזל בתהליכים תעשייתיים מורכבים, מה שהופך אותם לאחד הפתרונות הבוגרים והישימים ביותר למדידת מפלס נוזלים בתעשיות תהליכיות.
