Dokładna sygnalizacja poziomu ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa i efektywności procesów przemysłowych we wszystkich gałęziach przemysłu. Metoda wibracyjna to niezawodne rozwiązanie, umożliwiające wiarygodne wykrywanie poziomu cieczy lub materiałów sypkich, na przykład w celu zapobiegania przepełnieniu.
Technologia ta wykorzystuje oscylator piezoelektryczny do wprawiania w ruch widełek sygnalizatora, które drgają w powietrzu ze swą naturalną częstotliwością rezonansową. Po zanurzeniu widełek w cieczy ulega zmianie częstotliwość drgań, natomiast po zanurzeniu w materiałach sypkich następuje przesunięcie częstotliwości rezonansowej. Zmiany te są precyzyjnie wykrywane i przekształcane na sygnał przełączający przekazywany do systemu sterowania procesem.
Metoda wibracyjna jest niezależna od własności medium takich jak przewodność, gęstość, ciśnienie czy temperatura. Na pomiar nie ma również wpływu piana, turbulencje lub pęcherze gazu, co zapewnia niezawodną pracę nawet w trudnych warunkach.
Obejrzyj film, aby poznać zasadę pomiaru metodą wibracyjną.
Główne zalety sygnalizatorów Liquiphant i Soliphant
- Uniwersalna zasada pomiaru cieczy i materiałów sypkich.
- Dokładna sygnalizacja niezależna od własności medium.
- Na pomiar nie mają wpływu piana, turbulencje ani pęcherze gazu.
- Łatwy montaż i obsługa.
- Wytrzymała konstrukcja i minimalne wymagania konserwacyjne.
Każdego dnia zbiorniki służące do magazynowania różnych mediów są napełniane i następnie opróżniane. Są to na przykład woda pitna, soki owocowe, oleje i paliwa, kwasy, solanki, a nawet substancje sypkie takie jak ziarna zbóż, granulaty tworzyw sztucznych lub proszki. Ponieważ media te mogą mieć całkowicie różne własności, do ich wykrywania stosuje się różne metody pomiaru. Jedną z metod jest sygnalizacja poziomu w zbiornikach zawierających ciecze lub materiały sypkie metodą wibracyjną za pomocą czujnika kamertonowego.
Kamerton, który John Shore zaprojektował ponad 300 lat temu stał się podstawą metody wibracyjnej, opracowanej przez firmę Endress+Hauser w 1967 roku. Zasada ta wykorzystuje bezpośrednią zależność między drganiami i ich tłumieniem przez media. Przyjrzyjmy się bliżej sposobowi wykonywania pomiarów tą metodą.
Czujnik wibracyjny służy do sygnalizacji poziomu w zbiornikach i rurociągach. Czujnik w formie kamertonu jest wprawiany w drgania z własną częstotliwością rezonansową. Zasada pomiaru w metodzie wibracyjnej pomiaru poziomu cieczy opiera się na zmianie częstotliwości rezonansowej układu oscylacyjnego wzbudzanego przez oscylator piezoelektryczny. Stosowane są dwa rodzaje oscylatorów piezoelektrycznych, napęd bimorficzny w przyrządach standardowych oraz stos piezoelektryczny w przyrządach pokrywanych tworzywem sztucznym.
Napęd bimorficzny składa się z dwóch połączonych ze sobą krążków: piezoelektrycznego i ceramicznego. Przy zgodnym napięciu pobudzającym piezoelementy są ściskane, a dysk ceramiczny jest zginany. Przy odwrotnym napięciu piezoelementy rozszerzają się. Powoduje to drgania widełek kamertonu. Oscylator na bazie stosu piezoelektrycznego korzysta z większej liczby piezoelementów ułożonych jeden na drugim, o zmiennej polaryzacji.
Przyłożenie napięcia przemiennego powoduje oscylacje piezoelementów. Ekspansja piezoelementów powoduje uginanie membrany na zewnątrz. Końce widełek kamertonu przymocowanych do membrany ulegają rozsunięciu. Z kolei kurczenie się piezoelementów powoduje uginanie membrany do wewnątrz. Końce widełek kamertonu przymocowanych do membrany przysuwają się do siebie. Gdy widełki kamertonu są zakrywane w miarę wzrostu poziomu cieczy w zbiorniku, zmienia się częstotliwość rezonansowa ich drgań.
Zanurzanie się widełek w cieczy powoduje zmniejszenie częstotliwości. Zmiana częstotliwości jest analizowana i przekształcana na sygnał przełączający. W sygnalizatorach poziomu materiałów sypkich stosuje się wyłącznie oscylator na bazie stosu piezoelektrycznego. W miarę zakrywania widełek sygnalizatora przez materiał sypki następuje tłumienie amplitudy drgań sygnalizatora. Zmiana ta jest analizowana i przekształcana na sygnał przełączający.
Opracowana przez firmę Endress+Hauser metoda wibracyjna umożliwia sygnalizację poziomu niezależnie od właściwości fizycznych medium, takich jak przewodność, stała dielektryczna, zmiany gęstości, ciśnienie lub temperatura. Na sygnalizację poziomu nie mają również wpływu turbulencje, tworzenie się piany ani wrzenie cieczy.
Mamy odpowiednie rozwiązanie dla każdej aplikacji. Endress+Hauser.
