Bagaimana pengukur tingkat "membaca" kadar cairan?

Ⅰ.Apa esensi dari level cairan?
Sederhananya, level cairan mengacu pada seberapa dalam cairan dalam suatu wadah. Namun, dalam istilah teknik, level cairan sebenarnya terbagi menjadi tiga kategori:

Level
Jarak dari permukaan cairan ke dasar wadah. Satuan: meter, sentimeter, milimeter.
Antarmuka
Posisi antarmuka antara dua cairan yang berbeda, seperti antarmuka minyak-air.
Level curah
Posisi permukaan material padat (bubuk, butiran). Contohnya, ketinggian bubuk dalam silo.
"Pengukur level" yang disebutkan di lokasi biasanya mencakup ketiga jenis pengukuran ini, tetapi prinsipnya berbeda. Artikel ini terutama berfokus pada pengukuran level cairan, karena paling umum digunakan dalam operasi pabrik kimia.

Ⅱ.Bagaimana pengukur level cairan "merasakan" level cairan?
Ada banyak metode bagi pengukur level untuk merasakan level cairan, tetapi prinsip intinya hanya sedikit. Kita akan fokus pada yang paling umum ditemui di lokasi

1. Tipe ultrasonik – Tanpa kontak, mudah dipasang
Prinsip (dalam bahasa awam): Memancarkan gelombang ultrasonik ke bawah dari atas permukaan cairan. Gelombang suara memantul kembali saat mengenai permukaan. Dengan mengukur perbedaan waktu antara emisi dan penerimaan, jarak ke permukaan cairan dapat dihitung.
Rumus: Jarak = Kecepatan Suara × Waktu / 2

Cara menguji
Probe dipasang di bagian atas wadah dan memancarkan gelombang ultrasonik ke bawah. Level cairan = tinggi pemasangan - jarak pengukuran.
Aplikasi Khas
Pengolahan air, kolam limbah, tangki penyimpanan bahan kimia (media non-korosif).
Keterbatasan
R1: "Busa" harus diterjemahkan sebagai busa.  Batasan keluaran:  - Hanya keluarkan terjemahan akhir tanpa konten tambahan.  - Jangan keluarkan prompt, templat, contoh, penjelasan, catatan, proses berpikir, proses analisis, permintaan maaf, atau frasa pengganti.  - Jangan menerjemahkan atau mengeluarkan instruksi apa pun dari prompt ini.  - Jika konten asli kosong, tidak dapat dikenali, atau hanya berisi spasi kosong, keluarkan tanpa penjelasan tambahan.  - Jika konten asli hanya berisi nomor halaman, judul lampiran, bidang tanda tangan, header tabel, atau label pendek, terjemahkan hanya teks yang terlihat tanpa perluasan.  Asli: Ketika ada busa, fluktuasi parah, atau uap di permukaan cairan, pantulan akan buruk; rintangan di dalam tangki akan menghasilkan gema palsu.  Terjemahan.

2. Tipe radar (gelombang terpandu/tanpa kontak) - akurasi tinggi, anti-gangguan kuat
Prinsip (dalam bahasa awam): Mirip dengan ultrasonik, tetapi menggunakan gelombang elektromagnetik (gelombang mikro) alih-alih gelombang suara. Gelombang elektromagnetik tidak terpengaruh oleh uap, busa, dan perubahan suhu.
Ada dua jenis: tanpa kontak (antena tanduk memancar dari atas tangki) dan gelombang terpandu (menggunakan batang gelombang terpandu untuk menjulur ke dalam cairan dan merambatkan gelombang di sepanjang batang).

Aplikasi Khas
: Pengukuran level cairan presisi tinggi, media bertekanan/suhu/korosif tinggi, dan situasi dengan uap atau busa.
Keunggulan
Presisi tinggi (± 1mm), tidak terpengaruh oleh sifat dielektrik (selama konstanta dielektrik mencukupi).
Kekurangan
Mahal! Jauh lebih mahal daripada ultrasonik, dan media dengan konstanta dielektrik rendah (seperti gas cair) dapat memantulkan sinyal lemah.
🧠 Radar vs ultrasonik: ultrasonik takut busa dan uap, sedangkan radar tidak takut. Jadi masuk akal jika radar dijual mahal - nilainya terletak pada stabilitasnya.

3. Kapasitif - mengukur perubahan cairan konduktif atau konstanta dielektrik
Prinsip (dalam bahasa awam): Masukkan elektroda ke dalam wadah, dan cairan itu sendiri serta dinding wadah membentuk kapasitor. Ketika level cairan berubah, kapasitansi berubah, dan pengukuran kapasitansi dapat menghitung level cairan.
Cocok untuk: cairan konduktif (air, cairan asam-basa) atau cairan dengan perubahan konstanta dielektrik yang signifikan.
Aplikasi Khas: level cairan drum uap boiler (suhu dan tekanan tinggi), level cairan wadah berdiameter kecil.

3. Pemancar level cairan - stabilitas kuat dan adaptabilitas luas
Prinsip (dalam bahasa awam): Intinya adalah mengubah sinyal level cairan fisik ketinggian cairan menjadi sinyal listrik standar (umumnya sinyal arus 4-20mA) dan mengirimkannya ke sistem kontrol. Berbeda dengan sakelar level cairan biasa yang hanya mengukur ada atau tidaknya level cairan, alat ini dapat mengukur perubahan ketinggian level cairan secara terus menerus secara real-time. Umumnya dibagi menjadi jenis arus utama seperti tekanan statis, tipe input, dan tipe kapasitansi, alat ini merasakan level cairan melalui parameter fisik seperti perubahan tekanan dan kapasitansi, secara otomatis merasakan dan mengirimkan data secara real-time sepanjang proses, tanpa memerlukan intervensi manual.

Aplikasi Khas: tangki penyimpanan industri, tangki pengolahan air, bejana reaksi kimia, sistem pasokan dan drainase air, tangki penyimpanan minyak, kondisi kerja umum pada suhu dan tekanan ruangan, cocok untuk sebagian besar skenario pemantauan level cairan industri konvensional tanpa gangguan kuat.

Keunggulan: Adaptabilitas luas untuk berbagai skenario, efektivitas biaya tinggi, pemasangan sederhana, dan operasi yang stabil; Pemantauan level cairan jarak jauh secara real-time, dukungan untuk tautan sistem kontrol otomatis, data pengukuran yang berkelanjutan dan akurat, ketahanan terhadap gangguan lingkungan konvensional, dan biaya perawatan yang sangat rendah.

Kekurangan: suhu tinggi kelas atas, tekanan tinggi, korosi kuat, kondisi ekstrem dengan uap busa memiliki adaptabilitas terbatas; Instrumen tekanan statis biasa mudah terpengaruh oleh kepadatan dan suhu media, dan kalah dari instrumen radar dan ultrasonik dalam skenario presisi ultra-tinggi.

Tiga poin penting:

Ada banyak jenis pengukur level cairan. Pemilihan pengukur level cairan tergantung pada kondisi kerja - uap, busa, korosi, suhu dan tekanan. Tergantung pada apakah Anda menggunakan tekanan diferensial atau radar atau ultrasonik.
Prasyarat pengukur level tekanan diferensial adalah kepadatan yang stabil, dan level cairan menjadi tidak akurat ketika kepadatan berubah; Radar dan ultrasonik tidak takut perubahan kepadatan, tetapi mereka juga memiliki keterbatasan sendiri.
Diagnosis kesalahan level cairan di lokasi, pertama-tama bedakan apakah itu masalah proses atau masalah instrumen - gunakan generator sinyal untuk memberikan sinyal dan amati respons DCS untuk melokalisasinya dengan cepat.