Þar sem atvinnugreinar um allan heim leitast við að bæta ferlistýringu er oft litið framhjá gæðum ferlimælinga; enn hágæða mælingar eru skilyrði fyrir hvaða stýrilausn sem er. Sama hversu háþróað DCS-, PLC-, SCADA- eða skýja-gagnaöflunarkerfið þitt er, án nákvæmra og áreiðanlegra ferligagna skiptir það ekki máli.
Það eru margar mismunandi tækni í boði, en mest notað er mismunaþrýstingur. Mæling á stigi með því að nota mismunadrifssendi notar vel-þekktar meginreglur, hefur-reynt sig á vettvangi og býður upp á kostnaðarhagræði umfram aðra tækni. Hins vegar hefur mismunadrifsstigsmæling stóran óvin: hitastig.
Hitastig getur haft neikvæð áhrif á nákvæmni stigmælinga. Þessi grein mun útskýra hvers vegna hitastig hefur þessi áhrif og hvernig á að draga úr þeim.
Orsök
Mæling á mismunaþrýstingsstigi virkar með því að álykta um tankstig út frá mældum mismunaþrýstingi. Til að nota mismunadrifsaðferðina verður mældur miðill að hafa stöðugan þéttleika. Þrýstingurinn sem myndast af vökvanum í tankinum er hærri en viðmiðunarþrýstingurinn. Ef sendirinn notar 4 til 20 mA hliðrænt merki, ætti það að vera stillt þannig að 4 mA merkið samsvari þrýstingnum þegar tankurinn er tómur og 20 mA merkið samsvarar þrýstingnum þegar tankurinn er fullur.
Viðmiðunarþrýstingurinn sem nefndur er hér getur verið mismunandi eftir hönnun tanksins. Opinn tankur er opinn út í andrúmsloftið og notar loftþrýsting sem viðmið. Í lokuðum geymi eða þrýstitanki er viðmiðunarþrýstingurinn þrýstingurinn við tanktoppinn.
Í lokuðum tanki er lágþrýstihlið sendisins tengdur við tanktoppinn. Það eru til nokkrar mismunandi tengingaraðferðir, eins og blautt-brot og þurrt-brot. Hins vegar, ein af algengari aðferðunum notar fjarstýrða innsigli sem er tengdur í gegnum háræðarör. Háræðarörið er fyllt með vökva, sem sendir þrýstinginn til sendiskynjarans.
Í þessari uppsetningu mælir mismunadrifssendirinn þrýsting miðilsins í tankinum, þrýstinginn á tanktoppnum og þrýstihausinn sem myndast af áfyllingarvökvanum í háræðarörinu. Í meginatriðum er þrýstingurinn sem myndast af áfyllingarvökvanum eins og sendir sem mælir tankhæð, en tankurinn er alltaf 100% fullur. Allir snjallþrýstingssendar sem nú eru á markaðnum geta mælt háræðaþrýsting. Hins vegar, vegna þess að þessi áfyllingarvökvi er í mjög litlu rúmmáli og í mjög löngu röri, hefur hitastig áhrif á hann. Eins og á við um alla vökva, valda hitabreytingum breytingum á þéttleika (SG), sem aftur veldur breytingum á þrýstihæðinni sem sendir mælir. Eins og fyrr segir þarf þéttleikinn að vera stöðugur til að nota mismunadrifsaðferðina.
Þessi hitastigsáhrif geta stafað af nokkrum mismunandi aðilum. Það getur stafað af því að háþrýstiháræðið er styttra en lágþrýstingsháræðið, mismunandi hitastig á milli háþrýstings og lágþrýstingshliðarinnar eða af því að háræðið er of langt. Allt þetta er hægt að leiðrétta með vel-hönnuðu stigakerfi.
Aðferðir
Mismunandi háræðalengdir: Iðnaðurinn hefur fundið ýmsar aðferðir til að takast á við villurnar sem þessar aðstæður valda. Þetta stafar af mismunandi rúmmáli áfyllingarvökva í hverri háræð. Lengri háræðar verða fyrir meiri áhrifum en styttri. Þetta leiðir til ójafnvægis á milli há- og lágþrýstingshliðarinnar. Hvernig er hægt að leiðrétta þetta ójafnvægi? Jafnvægi þá. Fyrsta aðferðin er einföld en áhrifarík. Gerðu einfaldlega báðar háræðar jafn langar. Þetta tryggir að hver háræða upplifi sama hitastig þegar hún er fyllt með sama rúmmáli af vökva og jafnar þannig áhrifin. Önnur aðferð er að viðhalda sömu háræðslengd en breyta innra þvermáli til að jafna hitaáhrifin. Báðar aðferðirnar eru árangursríkar. Fyrsta aðferðin gæti verið aðeins dýrari en auðveldari í hönnun. Önnur aðferðin krefst nokkurs fyrirfram verkfræðiátaks.
Hitamunur: Í tankabúum er algengt að finna fyrir hitamun á milli vinnslutenginganna tveggja á tanki. Hönnunarmarkmið tankabús er að troða eins mörgum tönkum og hægt er í sem minnst rými. Þetta útlit leiðir til þess að sendi/há-háþrýstingsferlistenging/há-háþrýstiháræð er í skugga, á meðan lágþrýstiferilstenging/lágþrýstingur-háræð er í beinu sólarljósi. Eins og við vitum öll er verulegur hitamunur á milli beinu sólarljósi og skugga. Svipað og ofangreind lausn krefst hönnun stigmælingakerfis þess að báðar vinnslutengingar/háræðar „finnist“ fyrir sama hitastigi. Lausnin er að bæta viðmiðunarháræð við kerfið. Viðmiðunarháræðið er tengt við-lágþrýstingshliðina og bundið saman, sem nær meðfram háþrýstingsháræðinu. Þessi viðmiðunarháræða „sendur“ hitastig lágþrýstingsháræðsins til háþrýstingsháræðsins. Háræðarnar tvær og viðmiðunarháræðið ná hitajafnvægi, sem útilokar hitaójafnvægi.
Löng háræðarör: Því lengur sem háræðarörið er, því meiri hitaáhrif á kerfið. Langar háræðar eru notaðar í háar eimingarsúlur, uppgufunartæki og hvaða háa geymslutanka sem er. Þó að fyrrgreindar aðferðir geti dregið úr þessum áhrifum er háræðalengdin oft of löng fyrir þessar aðferðir. Þetta leiðir til ónákvæmra mælinga og ónothæfs vökvamagns. Svo, hvernig er hægt að útrýma áhrifum hitastigs í þessum forritum? Svarið er einfalt-útrýma háræðarörinu. Nokkur fyrirtæki á markaðnum bjóða upp á kerfi sem skipta um háræðarör fyrir raflagnir. Þessi kerfi eru með tvo mismunandi þrýstiskynjara, annar staðsettur við háþrýstingstenginguna og hinn á lágþrýstingshliðinni. Skynjararnir tveir hafa samskipti sín á milli í gegnum raflagnir, sem hitastigið hefur ekki áhrif á. Skynjarinn á háþrýstiferlistenginu- notar upplýsingar frá hinum skynjaranum til að mynda úttaksmerki. Þetta kerfi hefur þó galla, fyrsti þeirra er verð. Þetta kerfi notar tvo senda, en venjulegt háræðaþéttikerfi hefur aðeins einn, sem gerir það tvöfalt dýrara. Í öðru lagi, þó að nákvæmnin sé góð, getur vel-hannað sendi-/háræðarör/þindþéttingarkerfi staðið sig betur en það.
Niðurstaða
Hitastig getur haft áhrif á afköst þessara tækja, en vel-hönnuð lausn getur dregið úr þessum áhrifum. Að nota mismunadrif til að mæla tankhæð er sannað, -hagkvæm aðferð. Það veitir nákvæma og áreiðanlega stigmælingu og sendir þessar upplýsingar fljótt til stjórnandans.
