ĐỒNG HỒ ĐO BỂ BAO GỒM ĐỒNG HỒ ĐO BẰNG PHAO 1. Lịch sử truyền động.......................................................................................... 2 2. Độ chính xác..................................................................................................... 8 3. Cảm biến mức độ truyền thống........................................................................ 9 4. Thiết bị kiểm tra phao dây chuyền................................................................. 10 5. Sự chuyển đổi................................................................................................. 12 6. Sự cân bằng nhiệt độ ...................................................................................... 13 7. Thiết bị đo cập cảm ứng................................................................................. 14 8. Cảm biến nhiệt ............................................................................................... 15 9. Cảnh báo mức độ............................................................................................ĐỒNG HỒ ĐO BỂ BAO GỒM ĐỒNG HỒ ĐO BẰNG PHAO 1. Lịch sử truyền động.......................................................................................... 2 2. Độ chính xác..................................................................................................... 8 3. Cảm biến mức độ truyền thống........................................................................ 9 4. Thiết bị kiểm tra phao dây chuyền................................................................. 10 5. Sự chuyển đổi................................................................................................. 12 6. Sự cân bằng nhiệt độ ...................................................................................... 13 7. Thiết bị đo cập cảm ứng................................................................................. 14 8. Cảm biến nhiệt ............................................................................................... 15 9. Cảnh báo mức độ............................................................................................
BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC Tiểu Luận: 1083ch3_18,20 21 MÔN: THIẾT KẾ P&ID GIÁO VIÊN: TRẦN HẢI ƯNG Họ Tên Nguyễn Hoàng Hà 1510869 Nguyễn Thanh Duy 1510483 Năm học:2018-2019 Họ tên Nguyễn Hoàng Hà Nguyễn Thanh Duy MSSV 1510869 1510483 MỤC LỤC A ĐỒNG HỒ ĐO BỂ BAO GỒM ĐỒNG HỒ ĐO BẰNG PHAO Lịch sử truyền động 2 Độ chính xác Cảm biến mức độ truyền thống Thiết bị kiểm tra phao dây chuyền 10 Sự chuyển đổi 12 Sự cân bằng nhiệt độ 13 Thiết bị đo cập cảm ứng 14 Cảm biến nhiệt 15 Cảnh báo mức độ 15 10 Điện dung và thiết bị di chuyển 17 11 Hệ thống nhiều bể 18 12 Kết luận 18 B MÁY DÒ MỨC ĐỘ SIÊU ÂM Bản chất siêu âm 23 Thiết bị chuyển mạch 24 Máy dò tiếp xúc 26 Máy phát cấp 27 Bợ vi xử lí 29 Những phát triển gần 30 Phần kết luận 31 C MÁY DÒ MỨC ĐỘ SIÊU ÂM Công tắc rung 34 Âm thoa 36 Cảm biến rung 37 Kết luận 37 A ĐỒNG HỒ ĐO BỂ BAO GỒM ĐỒNG HỒ ĐO BẰNG PHAO D S KAYSER (1982) B G LIPTÁK (1969, 1995, 2003) * Ứng dụng Phát hiện mức chất lỏng bể chứa cho mục đích tínhtoán cảm biến mức chất rắn Loại A Float hoạt động, dây dẫn, cập cảm ứng B Loại phao điều khiển bằng servo C Máy đo bề mặt (plumb-bob) D Thiết kế quét ngược xạ (xem Phần 3.15) E Đồng hồ đo bể radar (xem Phần 3.13 3.14) F Đồng hồ đo thủy tĩnh, HTG (xem phần 3.6) G Đồng hồ đo bể lai Áp suất thiết kế Đồng hồ đo chất rắn phát hiện bề mặt sử dụng tới PSIG (0,34 bar), dây dẫn tiêu chuẩn đồng hồ đo băng sử dụng 30 PSIG (2 bar), thiết kế đặc biệt sử dụng hết đến 300 PSIG (20.6 bar) Nhiệt độ thiết kế Cảm biến mức chất rắn hoạt đợng từ - đến 176°F (−20 đến 80°C) và đồng hồ đo băng các trang trại bồn chứa chất lỏng xử lý từ dịch vụ đông lạnh đến 300°F (150°C) Vật liệu chế tạo Gắn bích vỏ nhơm, phần nhúng làm bằng nhôm, thép, thép không gỉ, nylon, PVC, polyethylene loại nhựa khác An toàn điện Băng đo cho chất lỏng tất cả các khí chống cháy nổ Thiết kế phao nổi bản chất an tồn Máy dò mức chất rắn có sẵn vỏ chớng cháy nổ Phạm vi Đồng hồ đo băng dẫn dây tiêu chuẩn có sẵn tới 100 ft (30m), loại cảm biến bề mặt có sẵn lên đến 200 ft (60 m) Sai số Sai số cảm biến chất rắn khoảng 0.2 ft (61 mm), cho bể tự động vận hành chất lỏng đồng hồ đo (ATG) tham khảo Bảng 3.18a Chi phí Cảm biến mức chất rắn bắt đầu vào khoảng $2000 Đối với bể tự động vận hành lỏng đồng hồ đo, tham khảo Bảng 3.18a Nhà cung cấp Đối với thiết kế phản xạ bức xạ, xem Phần 3.15, cho đồng hồ đo radar, xem Mục 3.13 3.14; cho đồng hồ đo thủy tĩnh, xem Phần 3.6 Bindicator (www.bindicator.com) (C, solids) BinMaster (www.binmaster.com) (C, solids) Endress+Hauser Systems & Gauging (www.systems.endress.com) (A, B, E, F) Enraf Inc (www.enrafinc.com) (A, B, C) Krohne Inc (www.krohne.com) (A, B, E) L & J Technologies (www.ljtechnologies.com) (A, B, C, solids) Monitrol Manufacturing Co (www.monitrolmfg.com) (A, B, C, E, F) Trong phần này, tập trung vào loại bể tự động thiết kế đo (ATG) không chi tiết phần khác Các đồng hồ đo bức xạ tán xạ thảo luận Mục 3.15, đồng hồ đo loại radar Phần 3.13 3.14 đồng hồ đo thủy tĩnh Phần 3.6 Vì điều lý do, họ đề cập một thời gian ngắn Lịch sử truyền động Đo mực chất lỏng bồn, đặc biệt ngành công nghiệp dầu mỏ, là sở cho việc mua bán sản phẩm mợt thể tích nền tảng Trong thế kỷ 19, dầu đo nhiều hơn, chính xác khoảng 5%, vậy nhà sản xuất đồng ý về quy mơ thùng 42 gal, đảm bảo rằng có 40gallon thùng Mợt trăm năm sau, đợ xác chuyển khoản lưu ký cải thiện khoảng 0.5% Khi dầu bán, bán theo trọng lượng thể tích Nếu bán khới lượng, đo bán sở đo mức Nâng cao và chính xác phương pháp là đo lưu lượng (xem Phần 2.19 2.25), chắn nên sử dụng chuyển khối lượng nhỏ hơn, và đo lường mức đợ trùn thớng Người ta đo lường mức độ thủ công bể tự đợng và người ta phát hiện sụt giảm mức độ bể cung cấp mức tăng bể nhận Như thể hiện Bảng 3.18a, một số đồng hồ đo tự động (ATGs) Khi đo, phát hiện khoảng cách từ đỉnh bể lên bề mặt dầu Phát hiện ít chính xác hơn, khoảng cách phải so sánh đến chiều cao (vị trí lắp đặt máy đo) Trong đó, nếu ATG hỗ trợ từ vỏ bể mái (Hình 3.18b), thay đổi theo chiều cao, nhiệt đợ tuổi dầu Do đó, nếu lỗi ATG 0.125 in di chuyển 0.5 in, lỗi thực tế đạt 0.625 in Điều này, nếu khới lượng trùn nhỏ (ví dụ: thay đổi mức đợ 2.0), làm cho phép đo vô nghĩa Cách tốt để giảm thiểu thay đổi chiều cao gắn ATG vào và đánh giá tốt Số liệu 3.18c 3.18d minh họa lỗ khoan hỗ trợ sử dụng cố định bể, Hình 3.18e 3.18f mơ tả việc lắp đặt lỗ khoan hỗ trợ bể chứa cố định Như thể hiện Bảng 3.18a, HTG cáp thông minh ATG phát hiện bằng cách đo khoảng cách từ bể bề mặt chất lỏng Ở đây, nếu bể nằm một chất rắn bề mặt cho đáy khơng di chuyển Khơng có chiều cao, khới lượng chất lỏng bể xác định bằng cách nhân khoảng cách với mặt cắt ngang diện tích bể Hình 3.18c: Đánh giá đáy hỗ trợ tớt cho bể Hình 3.18b: Máy dò phao có hướng dẫn dây cho bể áp suất thấp Hình 3.18e: Vỏ hỗ trợ tốt cho bể Hình 3.18d: Đáy hỗ trợ tớt cho bể mái cớ định Hình 3.18f : Vỏ hỗ trợ tốt Hình 3.18g: Sơ đồ ổ đĩa cho bể chứa cố định bánh xe chân inch Như thảo luận Phần 3.20, máy đo âm siêu âm đo một tiếng vang, đợ xác chúng bị ảnh hưởng nước phía sản phẩm và chúng chưa sử dụng rộng rãi cho đo bể ngành công nghiệp dầu mỏ Như thảo luận Hình 3.6e, đồng hồ đo thủy tĩnh (HTGs) phát triển để chuyển đổi từ đo khối lượng đến việc phát hiện khối lượng HTG cung cấp phép đo khối lượng, giới hạn đợ xác máy phát áp lực bảng đóng đai Họ khơng bị ảnh hưởng chiều cao, chúng đo lượng tồn dư, đợ xác phép đo mức chúng giảm xuống nếu nội dung bể nhiệt độ mật độ phân tầng Các mặt tiếp xúc thủy tĩnh (HIU) đại diện cho một cải tiến so với HTG Hình 3.18f : Vỏ hỗ trợ vỏ cho bể chứa cố định Hình 3.18h Mức, khối lượng, khối lượng, mật độ, mặt trung gian, áp śt nhiệt đợ giám sát hệ thớng băng dính cảm ứng Hình 3.18g Sơ đồ ổ inch bánh xe ổ Nếu khả chứa yếu tố đo mức chạy từ đáy đến đỉnh bể, gọi cáp liệu Hầu hết loại có phao lên xuống Các loại tốt đo lượng tồn dư, vậy đợ xác chúng khơng bị ảnh hưởng thay đổi về chiều cao, chúng không bị ảnh hưởng yêu cầu bể khoan (như minh họa Hình 3.18h) chúng cung cấp mợt loạt các bóng đèn điện trở cáp đồng thời đo nhiệt đợ trung bình Bể chứa điện dung đồng hồ đo sử dụng hai điện dung Điện dung thay đổi theo mức đợ, hằng sớ điện mơi sản phẩm khác với khơng khí nước Đồng hồ đo bể cảm ứng đo mức sử dụng một tín hiệu vị trí kỹ tḥt sớ tạo tương tác cảm ứng với bộ phát phao (Hình 3.18i) Đồng hồ đo bể đo thời gian sóng xoắn xung lên x́ng hướng dẫn sóng sắt từ, sóng đảo ngược mợt nam châm phao Điện trở đồng hồ đo (xem Phần 3.15) sử dụng một xoắn ốc nichrome bọc xung quanh lõi thép phủ một Teflon Đồng hồ đo mức độ phát triển ngồi mức đợ phát hiện âm lượng, khối lượng, nhiệt độ mật độ Trong này, mức khối lượng đo bằng ATG khối lượng đo cảm biến áp suất Thiết kế phát triển, lại đo mật độ mà không cần lấy mẫu phân tích phòng thí nghiệm Do các phép đo dự phòng, chúng cung cấp mợt sớ kiểm tra lỗi thiết kế máy phát và máy thu tách riêng Thiết kế truyền không khí, cơng tắc hoạt đợng chùm âm siêu âm bị gián đoạn vật liệu gia công Phản xạ lắp đặt để thu hẹp góc âm khoảng cách nguồn bộ thu lớn 10ft (3 m) Hình 3.20d Thiết bị chuyển mạch Transmitte r Hình 3.20c Truyền cảm biến siêu âm Receiver Hình 3.20e Vòi phun phụ gia siêu âm Cài đặt "B" mợt thiết kế thăm dò đơn, các xung tạo máy phát cảm biến máy dò chúng chìm một chất lỏng không nén Các xung không truyền không gian Thiết kế “C” tương tự “B”, truyền chất lỏng Khi chất lỏng có mặt khe hở đầu dò đơn, chùm âm siêu âm nhận đầu dò đầu báo hiệu hiện diện chất lỏng Thăm dò “D” là mợt biến thể đa điểm “C”, cho phép đo lường cả mức cao thấp bằng mợt đầu dò Máy dò tiếp xúc Thiết kế "E" gắn ≈10° ngang, và sử dụng để phát hiện giao diện lỏng-lỏng Các chùm âm siêu âm tạo đường truyền phát hiện chất bán dẫn nếu thăm dò mợt chất lỏng Nếu mợt bề mặt có mặt khoang thăm dò, phản xạ tín hiệu, ngăn khơng cho tiếp cận với máy thu Thiết bị chuyển mạch mức siêu âm sử dụng để báo hiệu lớp ánh sáng trở nên dày 26 mỏng Điều này đạt bằng cách gắn công tắc mức siêu âm phao liên tục theo mức tổng bể Tất cả thiết kế thảo luận áp dụng cho thiết bị lỏng sạch, khơng có thiết bị nào đặc biệt thích hợp cho thiết bị bùn sơn phủ Đối với thiết bị bùn bùn, cần tách nguồn khỏi máy thu bằng khoảng cách đáng kể (Hình 3.20d) lắp đặt chúng cho vật liệu bùn nhỏ giọt mức rơi xuống Chỉ thiết kế “A” Hình 3.20c phát hiện mức chất rắn Liên quan đến việc phát hiện mức chất rắn, cần lưu ý rằng thiết bị này, bợ cảm biến điểm, khơng tính đến góc hồi phục quá trình đổ, vòm cầu nới Máy phát cấp Nguyên tắc hoạt động giống với nguyên tắc các máy đo độ cao sử dụng để đo độ sâu bể Trong thiết kế, thời gian cần thiết cho tiếng vọng để trả về chuyển thành báo đợ sâu Máy dò mức siêu âm liên tục (SONAR) đo thời gian cần thiết cho một xung siêu âm để di chuyển đến bề mặt quá trình và ngược lại Nguồn mợt siêu âm loại dao động loa, và người nhận, hầu hết mẫu thiết kế, một đĩa kim loại có cả điện máy cợng hưởng Bợ chuyển đổi lắp cao mức chất lỏng Hình 3.20f minh họa mợt sớ tính thiết kế và các cài đặt có Cài đặt "A" cho thấy mợt máy dò liên tục hai phần tử, bợ chuyển đổi trùn nhận riêng biệt Thiết bị trùn khơng khí Thời gian để nhận phản xạ siêu âm từ bề mặt là thước đo độ sâu không gian, là mợt dấu hiệu gián tiếp về mức đợ B C Hình 3.20f Máy dò mức siêu âm liên tục 27 To Receiver Brine Ground Level Casing Brine Pipe Cable Hydrocarbon Cavity Hình 3.20g Điều chỉnh máy phát siêu âm đầu gắn để đo mức chất rắn Interface Brine Hình 3.20h Bợ dò cho khoang lưu trữ hydrocarbon Một phần khác, thường sử dụng hệ thống mức liên tục “trong không khí” minh họa “B.” Bộ chuyển đổi bộ thu gói thành mợt đơn vị Bợ chuyển đổi tạo vụ nổ lượng siêu âm ngắn và lượng âm tạo Khi sóng siêu âm đường cổng thu mở để phát hiện tiếng vọng Gắn bộ chuyển đổi khơng gian có ưu điểm thiết bị khơng tiếp xúc với vật liệu q trình, có bất lợi mợt sớ lượng bị di chuyển qua không gian Trên ứng dụng mức chất lỏng, góc ngắm phải nằm khoảng ± 5° chiều dọc Khi đo mức chất rắn, góc thử lại cần kiểm tra Các hệ thống hiện kết hợp một hệ thống nhằm đáp ứng góc ngắm lớn (xem Hình 3.20g) Trong cài đặt “C”, thời gian cho tiếng vang siêu âm một dấu hiệu thực mức độ Bợ chuyển đổi gắn bên bể (“D”), với ưu điểm bổ sung phần tử cảm biến không xuyên qua bể Thiết kế “C” áp 28 dụng để phát hiện liên tục mức chất lỏng thiết kế “A” và “B” sử dụng để đo mức chất rắn Bằng cách sử dụng một số cảm biến mợt bể, hiển thị góc việc tái tạo cho biết liệu thùng chứa đổ đầy hay thải Hình 3.20h cho thấy mợt ứng dụng thú vị máy dò mức siêu âm liên tục Khi hydrocacbon lưu trữ bể mái vòm chứa muối, hydrocarbon nằm một lớp nước muối Khi hydrocacbon bổ sung bơm vào, nước muối bị dịch chuyển, các hydrocacbon thu hồi bằng cách thay chúng bằng nước ḿi Vì lý an tồn, giám sát tồn đọng sử dụng khoang Thiết bị phù hợp để tìm bề mặt Bợ vi xử lí "Trí ṭ", bợ vi xử lý siêu âm dựa máy phát chuyển đổi mức đợ hình trụ Bợ vi xử lý hữu ích theo cách khác Ví dụ: để có đợ chính xác cao đo lường, bợ chuyển đổi trang bị với một cụm mục tiêu cố định (Hình 3.20i), thiết bị tự đợng hiệu chỉnh định kỳ bằng cách sử dụng tham chiếu Hình 3.20i Bợ truyền mức cung cấp với mục tiêu hiệu chỉnh tự động Bộ cảm biến siêu âm dựa bợ vi xử lý sử dụng cấu hình đa bể nhiều silo (Hình 3.20j) Điều này có xu hướng giảm chi phí bể Bởi vì, thơng qua phới hợp, mợt sớ thiết bị điện tử hiển thị chia sẻ 24 48 bể chứa Trong bộ vậy, các máy phát kết nối với một bảng điều khiển quét tự động, hoạt động thiết bị hiển thị riêng lẻ (các báo, máy ghi, báo thức, vv) Tần số quét lập trình riêng để phù hợp với yêu cầu quy Scanning Console trình bể khác Hình 3.20j Hệ thớng qt silo siêu âm 29 24 Những phát triển gần Vào năm 1990, một số phát triển xảy công nghệ cảm biến mức siêu âm Một cải tiến vậy liên quan đến việc giám sát liên tục độ sâu lớp bùn Cảm biến siêu âm này cung cấp với một lắp ráp hai đầu mợt bợ vi xử lý, hữu ích ngành cơng nghiệp xử lý nước thải Một phát triển khác cải thiện khả lọc thông qua công nghệ logic vi xử lý thực hiện chống lại phản xạ can thiệp chớng lại tích tụ bể theo thời gian Một lĩnh vực khác tiến bộ gần bao gồm tự động hiệu chuẩn cảm biến siêu âm, hiệu chỉnh mợt sớ tác đợng việc thay đổi thành phần không gian nhiệt độ cung cấp nhiều mợt mục tiêu hiệu chuẩn đơn Nhiều mục tiêu hiệu chuẩn cung cấp dạng các đường gờ xác ớng nghe dẫn đến việc đo lường mức đợ khơng xác phạm vi mm khoảng cách 30 m Các kỹ thuật đo mức siêu âm mang tính cách mạng, sử dụng thay đổi về tốc độ âm thành bể Theo Lynnworth, tốc độ này thay đổi mặt bên tường bể bị ướt và sử dụng để đo mức cả truyền dẫn chế độ hoạt động Các đơn vị vậy thử nghiệm ứng dụng thí điểm Từ năm đến cuối năm 1990, việc kết hợp liên kết truyền liệu nới tiếp RS485 và giao thức HART có sẵn một số hệ thống nhà sản xuất để liên kết liệu đầu với hệ thống cấp cao Vào cuối năm 1990 và đầu năm 2000, việc sử dụng công nghệ fieldbus kỹ thuật số khác trở thành phổ biến tín hiệu đầu máy phát mức siêu âm FOUNDATION fieldbus Profibus PA DP fieldbus hiện sử dụng Mợt phát triển thú vị gần khác công nghệ siêu âm thời gian uốn một số nhà sản xuất thiết kế hệ thống họ phép sử dụng một máy phát cả cơng nghệ siêu âm vi sóng (xem phần 3.13 3.14) Điều cho phép nâng cấp thay đổi yêu cầu hai thiết bị liên quan cho phép kiểm kê các máy phát sử dụng chéo công nghệ cảm biến khác tương tự Xu hướng sử dụng chức tương tự hai công nghệ liên quan từ quan điểm phần cứng phần mềm/phần mềm giúp ích cho người dùng ứng dụng 30 Các phát triển thú vị khác nằm vùng hiển thị bộ vi xử lý cục bộ “trí tuệ” các máy phát hiển thị thơng tin tồn vẹn về đo lường Sử dụng tiếng vang biểu diễn đường cong (tiến trình tín hiệu) Trên hình máy phát cục bợ hiển thị cường đợ tín hiệu so với khoảng cách Đường cong biểu thị Echo signal bất thường một bể vòi phun, đường nới mới hàn, ṛt bên trong…, để bù yêu cầu (xem Hình 3.20k) Điều giúp kỹ thuật viên lĩnh vực xác nhận tính tồn vẹn thiết bị, cả vị trí nguy hiểm Bợ vi xử lý nhúng bù đắp cho tín hiệu giả Sai âm vang ngăn chặn để chặn giải thích sai bằng cách tăng ngưỡng phát hiện Echo một nhiều điểm cố định detection Threshold Hình 3.20k Đường cong Echo bất thường thùng chứa Nếu tín hiệu phản xạ đủ mạnh, bộ phát theo tiếng vang thực, cả ngưỡng phát hiện tăng lên Nếu tín hiệu echo phản xạ nhỏ ngưỡng, máy phát “nhìn xung quanh” ngưỡng tăng và giữ đầu cho đến tín hiệu thực xuất hiện trở lại Điều thực hiện cả sở điểm tự đợng Ngồi ra, nhiều nhà sản xuất có mợt hệ thớng dựa menu xử lý cớ hiển thị thơng tin cấu hình, chẩn đoán và tài liệu hình cục bợ Nếu cần thiết, thơng tin này truy cập các địa điểm từ xa thông qua giao thức HART giao thức fieldbus kỹ thuật số (FOUNDATION fieldbus, Profibus-PA) Phần kết luận Siêu âm coi một phương pháp đo lường mức độ truyền thống Khi thiết bị chuyển mạch loại đầu dò, chúng mang lại hiệu suất đáng tin cậy, cả bùn bùn khô Ưu điểm máy phát siêu âm rời khỏi bộ phận chuyển động khả đo mức mà không cần tiếp xúc vật lý với vật liệu xử lý Trong một số thiết kế chuyên dụng, tránh xâm nhập bể Độ tin cậy việc đọc không bị ảnh hưởng thay đổi về thành phần, mật độ, độ ẩm, độ dẫn điện 31 hằng số điện môi chất lỏng q trình Nếu bù nhiệt đợ tự động hiệu chuẩn bao gồm, kết quả đọc chính xác đến 0.25% toàn thang đo Về mặt hạn chế, máy phát mức siêu âm là tiếng vang nhận Tiếng vang yếu kết quả phân tán (làm giảm cường độ âm theo hình vng khoảng cách) hấp thụ (trong đó, khơng khí khơ, làm giảm mức lượng từ đến dB/m) Hàm lượng lượng tiếng vang giảm thêm nếu thùng cao, nếu khơng gian bụi, nếu chứa bọt vật liệu hấp thụ âm khác nước sương Ngoài vấn đề echos yếu, một vấn đề tiềm khác là tính chất phản xạ mật đợ bề mặt q trình Nếu bề mặt là hấp thụ âm (chất rắn mịn), dốc không đều, gây phản xạ khuếch tán xung siêu âm, kết quả lỗi, thời gian chún khơng tương ứng với khoảng cách thẳng đứng máy phát mức Do đó, hướng dẫn tớt để sử dụng dụng cụ mức siêu âm trải nghiệm các cài đặt tương tự C CHUYỂN MỨC RUNG D S KAYSER (1982) B G LIPTÁK (1969, 1995, 2003) Loại A Điều chỉnh ngã ba B Đầu dò rung C rung sậy Ứng dụng Có thể sử dụng để phát hiện mức chất lỏng, bùn chất rắn Áp suất thiết kế A.and B Lên đến 150 PSIG (10.3 bars = MPa) C Up to 3000 PSIG (207 bars = 20.7 MPa) 32 Nhiệt độ thiết kế A Từ -45 đến 200°F (- 43 to 93°C) B Từ đến 176°F (-10 to 80°C) C Từ -150 đến 300°F (-100 to 149°C) Vật liệu chế tạo Nhôm, thép, thép không gỉ Tỉ trọng tối thiểu A.and C Down to 1.0 lbm/ft3 (16 kg/m3) B Requires an apparent specific gravity of 0.2 Sai sớ Nhìn chung khoảng 0.25 đến 0.5 in Loai C khoảng 0.125 in (3 mm) Chi phí $300 đén $500 Nhà cung cấp Automation Products Inc (www.dynatrolusa.com) Bindicator (www.bindicator.com) Endress+Hauser Systems & Gauging (www.systems.endress.com) Monitor Mfg Technologies LLC (www.monitortech.com) Monitrol Manufacturing Co (www.monitrolmfg.com) Solartron Inc (www.solartron.com) Một số thiết kế chuyển mạch cấp hoạt động bằng cách giữ đầu dò ́u tớ khác dao động rung động tần số tự nhiên kích hoạt rơle vật liệu xử lý bể đạt đến yếu tố rung làm giảm độ rung Các biến thể rung, thăm dò và điều chỉnh ngã ba phân biệt bằng tần số dao động chúng (rung 120 Hz, thăm dò 200 đến 400 Hz, điều chỉnh 85 Hz) kích thước hình dạng vật lý Hình dạng chúng tương tự nhau, khoảng cách gần cánh tay điều chỉnh ngã ba làm cho dễ bị tích tụ vật liệu dịch vụ dính người khác Điều không thiết phải vậy tất cả loại lớp phủ vì, thay đổi tích tụ tần sớ rung đợng tự nhiên, sớ lượng hạn chế tích tụ không làm sụp đổ dao động 33 Các ứng dụng thiết kế chuyển mạch mức rung tương tự bao gồm bột nhựa khác nhau, Toner cho máy photocopy, chất tẩy rửa, bột đường, bột, xay cà phê hòa tan, sơ la, sữa khơ, trà, mỹ phẩm bột; hạt viên nhựa, gạo, lúa mì, đậu, cacbon, đường ḿi; cợng với bùn chất lỏng Công tắc rung Thiết kế công tắc minh họa Hình 3.21a Các đơn vị bao gồm mợt trình điều khiển, paddle, nhặt lên Cuộn dây điều khiển gây dao động 120 Hz paddle damped out paddle bao phủ vật liệu xử lý Đầu ći có chứa nam châm vĩnh cữu c̣n dây tạo tín hiệu đầu millivolt mái chèo rung Khi mái chèo che phủ, tín hiệu giảm kết quả một rơle điều khiển không tiếp thêm lực Một dấu áp lực hàn thực hiện nút điểm Thiết bị phát hiện chất lỏng - lỏng, lỏng, giao diện rắn-hơi, cơng tắc nhạy cảm đủ để phát hiện thay đổi tương đối nhỏ về mật độ vật liệu xử lý xung quanh Các đặc tính cơng tắc này mơ tả bằng Hình 3.21b 3.21c Hình 3.21b mợt biểu diễn so sánh lực tín hiệu millivolt so với mái chèo Đường cong mô tả công tắc hành vi bột, nước, polyethylene bột viên, và đường hạt Có thể lưu ý rằng, cả bớn trường hợp, chuyển đổi hoạt động trước mái chèo bao phủ hồn tồn vật liệu xử lý Ví dụ, trường hợp nước (2), chuyển đổi hành động xảy mực nước vào khoảng 0,4 in (10 mm) phía đáy mái chèo Hình 3.21a Rung chuyển đổi 34 Hình 3.21b Chuyển đổi phạm vi hoạt động cho vận hành chất lỏng Các đường cong Hình 3.21c đề cập đến bợt dạng hạt mật độ khác Đường cong 60lbm/ ft3(960kg/ m3), cho 50 lbm/ft3(800kg / m3), 40 lbm/ft3(640 kg / m3) Như vậy dự kiến, bột nhẹ hơn, mức độ cao phải xây dựng trước hành động chuyển đổi xảy Trong trường hợp 40 lb / ft3 bột (3), công tắc hoạt động mức 1.0-in cấp độ tăng, tương ứng với mức tích lũy 0.25in (6 mm) phía mái chèo Hình 3.21c Chuyển phạm vi hoạt động cho chất rắn 35 Phải xây dựng trước hành động chuyển đổi xảy Trong trường hợp 40 lb/ft3 bột (3), công tắc hoạt động mức 1.0-in cấp đợ tăng, tương ứng với mức tích lũy 0.25in (6 mm) phía mái chèo Cơng tắc mức rung sử dụng để phát hiện cả hai mức đợ tăng và giảm, cài đặt bể đường ớng Việc sử dụng để đo mật đợ và đợ nhớt là thảo luận Chương 8, tương ứng Nếu q trình vật liệu có xu hướng tn thủ mái chèo, tích tụ vậy loại bỏ bằng cách định kỳ lọc dòng thơng qua mợt lọc tớt nhưng, nói chung, đơn vị này khơng khún khích cho ứng dụng tích lũy xảy Dây cảm biến đầu dò và đầu thu cần che chắn nối đất cả hai đầu Cung cấp biến thể điện áp 105 125 V không can thiệp vào phép đo Khi sử dụng bợt ướt, mái chèo rung có xu hướng tạo một khoang chất rắn dạng hạt Nếu điều xảy ra, biên độ dao động giống khơng gian Do đó, cơng tắc mức này không nên sử dụng ứng dụng Trường hợp thùng chất rắn cố ý rung và rung động tần số gần 120 Hz, phương pháp đo mức này không đáng tin cậy và khơng nên xem xét Âm thoa Các loại ngã ba điều chỉnh mức độ chuyển đổi dao đợng cợng hưởng tần sớ khoảng 85 Hz một tinh thể áp điện nằm gần đầu ngã ba Một tinh thể khác, gắn vào đầu, phát hiện rung đợng thiếu Các đơn vị chịu đựng mợt sớ lượng hạn chế tích tụ và hoạt động mức cao nhiệt độ thiết kế nếu lọc cung cấp để làm mát tinh thể Đối với đề xuất lắp yêu cầu tham khảo Hình 3.21d Hình 3.21d Việc cài đặt cơng tắc điều chỉnh mức 36 Khi đầu dò tần sớ cợng hưởng tự trì nằm khơng gian hơi, mợt bợ dao đợng điện hình thành, làm cho đầu dò rung cợng hưởng học tự nhiên tần sớ khoảng 85 Hz Mợt c̣n dây dẫn đầu dò, c̣n dây thứ hai theo dõi độ rung tạo tương ứng Tín hiệu điện áp AC Tín hiệu phản hồi ampli- fied reapplied vào cuộn dây ổ đĩa, trì khí rung Khi chất lỏng quá trình tăng lên để che đầu dò, làm giảm rung đợng, gây tín hiệu phản hồi ổ đĩa điện áp sụp đổ Tại thời điểm đó, dao đợng chấm dứt Rơ le nằm bộ điều khiển phát hiện trạng thái dao đợng bắt đầu đóng liên lạc Ưu điểm tần số cộng hưởng tự trì thiết kế thăm dò là tích tụ vật liệu đầu dò có hiệu ứng hạn chế, vì, với mợt sớ lượng giới hạn lớp phủ, kết quả thay đổi tần số tự nhiên đầu dò khơng sụp đổ dao đợng Do đó, cảm biến thích hợp cho mợt sớ dịch vụ bùn Thiết kế này áp dụng để sử dụng cho phát hiện mức chất rắn mật độ thấp xuống 1.0 lbm/ft3 (16 kg / m3) Cảm biến rung Trong cơng tắc mức dao đợng đầu dò rung, thăm dò gây để rung đợng bằng cách áp dụng lượng áp điện Hai yếu tố áp điện sử dụng, một cung cấp độ rung (ở tần số 200 đến 400 Hz) và người nhận Khi đầu dò chơn vật liệu quá trình, đợ rung giảm mức giảm này sử dụng để kích hoạt cơng tắc Để làm cho miễn dịch với ảnh hưởng phễu rung, cơng tắc có tần sớ cợng hưởng tương đới cao Hình 3.21e minh họa rằng đầu dò cảm biến phải đặt cho góc lặp lại không gây báo mức sai mức chất rắn thấp Hình 3.21e Mặt cắt ngang cảm biến rung hình minh họa mức giả dẫn gây khơng xem xét hiệu ứng Kết luận Cơng tắc rung hoạt đợng mợt ngun tắc dễ hiểu Bởi ngườI ta phát hiện giảm cân 1.0 lb/ft3(0.016 g/cm3), chúng có nhiều ứng dụng, đặc biệt phát hiện mức chất rắn Giới hạn họ thay đổi cài đặt chuyển đổi mà không thay đổi độ dài vị trí lắp đặt cơng tắc 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO Avolio, G., Encoders, resolvers, digitizers, Meas Control, September 1991 Bahner, M., A practical overview of continuous level measurement technologies, Flow Control, June-July 1997 Berto, F J., Control program halves crude losses, Oil & Gas J., December 27, 1982 Berto, F J., Methods for volume measurement using tank gauging devices can be error prone, Oil & Gas J., March 13, 1989 Berto, F J., Hydrostatic tank gauges accurately measure mass, volume, and level, Oil & Gas J., May 14, 1990 Berto, F J., Gauging data pose question on stability of reference gauge heights, Oil & Gas J., July 29, 1991 Berto, F J., Technology review of tank measurement errors reveals techniques for greater accuracy, Oil & Gas J., March 3, 1997 Control level under fouling conditions, Hydrocarbon Processing, November 2000 Cornane, T., Continuous level control, Measurement and Control, April 1997 Detecting tank levels remotely, safely, Chemical Process., July 1970 Entwistle, H., Survey of Level Instruments, ISA Conference, Anaheim, CA, Paper #91-0484, 1991 Floats on pulleys keep track of tank levels, Machine Design, February 12, 1976 Glenn, L E., Tank gauging—comparing the various technologies, in ISA Conf Proc., Anaheim, CA, Paper #91–0471, 1991 How can we measure level of petroleum sludge? Control, August 1999 Hughes, T A., Measurement and Control Basics, 3rd ed., ISA, Research Triangle Park, NC, 2002 Johnson, D., Level sensing in hostile environments, Control Engineering, August 2001 Lerner, J., Continuous level measurement: an introduction to 16 basic types, Control, November 1990 Mei, K W., Automatic tank gauges can be used for custody transfer, Oil & Gas J., November 13, 1989 Mei, K W., Accurate automatic temperature measurement reduces tank volume errors, Oil & Gas J., July 20, 1992 Mei, K W., Unslotted gauge wells cause tank-level measurement errors, Oil & Gas J., January 30, 1995 Nyce, D S., Tank gauging advances, Fuel Technology Management, January 1997 Piccone, R P., Combining technologies to compute tank inventory, Sensor, October 1988 Sivaraman, S and Thorpe, W A., Measurement of tank-bottom deformation reduces volume errors, Oil & Gas J., November 3, 1986 Sivaraman, S and Holloway, C J., Method measures cylindrical storage tank reference height variations, Oil & Gas J., December 12, 1988 Sivaraman, S., Field tests prove radar tank gauge accuracy, Oil & Gas J.,April 23, 38 1990 Sivaraman, S and Sheppard, R., Minimum transferred volume necessary for accuracy when determining custody transfer volumes by tank gauging, Petroleum Rev., August 1991 Van de Kamp, W., The Theory and Practice of Level Measurement, 17th ed., Endress+Hauser, Greenwood, IN, 2001 Waterbury, R C., Liquid level measurement 101, Control, November 1998 39 ... 13 Thiết bị đo cập cảm ứng 14 Cảm biến nhiệt 15 Cảnh báo mức độ 15 10 Điện dung và thiết bị di chuyển 17 11 Hệ thống nhiều... sửa chính xác đo mức và sử dụng để phát hiện đảo ngược nhiệt độ dịch vụ đông lạnh Cảnh báo mức độ Mặc dù các đồng hồ đo mô tả ban đầu phát triển để phát hiện mức chất rắn, chúng... thiết bị chuyển mạch vận hành trình ghi liệu bằng máy tính, giám sát khoảng khơng quảng cáo hồn tồn tự đợng Lý để theo dõi giảm chi phí lắp đặt Làm vậy, rơle đầu đo và nhiều dây