آخرین مطالب بلاگ

فناوری رادار 2 سیم 80 گیگاهرتز، HART و بلوتوث مقرون به صرفه برای کاربردهای اساسی

برای مایعات و جامدات

راه اندازی سریع برای برنامه موبایل و DTM

KROHNE با OPTIWAVE 1520 و OPTIWAVE 1540 دو فرستنده جدید 2 سیمه سطح راداری 80 گیگاهرتز را ارائه می دهد. این دو دستگاه شروع سری جدید OPTIWAVE 15xx را نشان می‌دهند که فناوری رادار 80 گیگاهرتزی را در ترکیب با HART و بلوتوث به‌طور مقرون‌به‌صرفه برای کاربردهای اساسی در دسترس قرار می‌دهد.

OPTIWAVE1520 و OPTIWAVE 1540 ابعاد کوچکی دارند و دارای آنتن لنز همسطح و محفظه PVDF قوی هستند. هر دو دستگاه ضد آب (IP68) هستند و هم برای مایعات و هم برای جامدات قابل استفاده هستند. آنها دارای قابلیت تنظیم سریع می باشند و نیازی به آموزش یا مهارت های عملیاتی خاصی ندارند.

OPTIWAVE 1520 به ویژه برای استفاده در فضاهای محدود و کاربردهای فضای باز مناسب است. کاربردهای معمولی شامل اندازه گیری لجن فاضلاب، فاضلاب و آب تصفیه شده، به عنوان مثال. در ایستگاه های پمپاژ، در بالابرهای پیچی و حوضچه های بالای آب. OPTIWAVE 1520 به دلیل زاویه پرتو کوچکی که دارد، برای سیلوهای کوچک با مواد جامد دانه بندی شده مانند شن و ماسه یا مخازن کوچک با قطعات داخلی و همچنین برای اندازه گیری سطحی که اجازه منطقه مرده را نمی دهد، گزینه مناسبی است. در محدوده اندازه گیری 0...10 متر، دستگاه دقت اندازه گیری 5± میلی متر/0.2 اینچ را ارائه می دهد.

OPTIWAVE 1540 در برابر بسیاری از مواد شیمیایی و مایعات آلوده مقاوم است و اندازه گیری سطح غیر تماسی مقرون به صرفه را ارائه می دهد، به عنوان مثال. در ظروف متحرک (مخازن IBC)، در مخازن شیمیایی (تا 5 بار)، در کاربردهای آب/فاضلاب و در سیلوهای جامد گرانوله. به لطف دینامیک اندازه گیری بسیار بالا، OPTIWAVE 1540 مقادیر اندازه گیری قابل اعتمادی را حتی در صورت متراکم شدن یا سطوح متحرک ارائه می دهد و الزامات بالایی برای دقت اندازه گیری (± 2 میلی متر/0.08 اینچ در محدوده اندازه گیری 0...15 متر بر 0) برآورده می کند. دستگاه رادار همچنین می تواند به عنوان یک دبی سنج ساده در کانال های باز برای تعیین دبی بر اساس ارتفاع و هندسه کانال ونتوری استفاده شود. علاوه بر این، OPTIWAVE 1540 انتخاب ایده آلی برای اندازه گیری سطح قابل اعتماد در سرریزهای فاضلاب ترکیبی، کانال ها و رودخانه ها است، به عنوان مثال. به عنوان بخشی از سیستم هشدار سیل عمل میکند.

هر دو دستگاه را می توان به سرعت از طریق بلوتوث با استفاده از تلفن هوشمند یا تبلت و برنامه OPTICHECK Level Mobile راه اندازی کرد. از طرف دیگر، این کار را می توان از طریق HART با استفاده از OPTICHECK DTM انجام داد. علاوه بر این، فناوری داخلی OPTICHECK را می توان برای ایجاد تشخیص گسترده دستگاه یا تأیید صحت بدون وقفه در فرآیند یا گزارش تأیید وضعیت دستگاه تنها با یک کلیک استفاده کرد.

© تمامی حقوق این مقاله متعلق به فن کنترل است؛ بازنشر تنها با ذکر منبع و درج لینک مستقیم مجاز است.

وقتی بودجه اجازه بدهد، رادار تقریباً همیشه بهترین انتخاب برای اندازه‌گیری سطح است: با موج الکترومغناطیسی کار می‌کند، پس دما، فشار، چگالی، بخار و ترکیب گاز بالای مخزن روی عددش اثر نمی‌گذارند — دقیقاً همان چیزهایی که اولتراسونیک را ناکار می‌کنند. اما رادار خودش چند نوع دارد و انتخاب بینشان تعیین‌کننده است.

فرکانس: مهم‌ترین تصمیم

هرچه فرکانس بالاتر باشد، زاویهٔ پرتو باریک‌تر می‌شود. رادارهای قدیمی‌تر با فرکانس حدود ۶ گیگاهرتز پرتوی نسبتاً پهن دارند؛ در مخزن بزرگ و خالی مشکلی نیست، اما در مخزن باریک یا شلوغ (نردبان، همزن، لولهٔ داخلی)، پرتو به این اجسام می‌خورد و اکوی کاذب می‌سازد.

نسل ۸۰ گیگاهرتز این مشکل را حل کرد: پرتو بسیار باریک، تمرکز انرژی بیشتر و در نتیجه دقت میلی‌متری حتی در مخازن پیچیده. آنتن هم کوچک‌تر شده و روی نازل‌های کوچک نصب می‌شود. نمونه‌ها: رادار ۸۰ گیگاهرتز کرونه OPTIWAVE 1520 و 1540 که قبلاً معرفی کرده‌ایم.

رادار بدون تماس یا هدایتی (TDR)؟

در رادار بدون تماس، موج از آنتن در فضای مخزن پخش می‌شود. ساده، بدون قطعهٔ داخل مخزن و مناسب اکثر کاربردها: وگا VEGAPULS 61 و اندرس هاوزر Micropilot S FMR530 با آنتن بوقی برای بردهای بلند، و Micropilot FMR57.

در رادار هدایتی (TDR) یک کابل یا میله از بالا تا کف مخزن آویزان است و موج در امتداد آن حرکت می‌کند. چون انرژی پخش نمی‌شود، این نوع در سخت‌ترین شرایط جواب می‌دهد: کف سنگین، مخازن بسیار باریک، سیالات با ثابت دی‌الکتریک پایین (مثل هیدروکربن‌های سبک) و حتی اندازه‌گیری مرز دو مایع (Interface). هزینه‌اش این است که قطعه‌ای داخل مخزن دارد که در سیال چسبنده رسوب می‌گیرد.

ثابت دی‌الکتریک: نکته‌ای که فراموش می‌شود

قدرت اکوی برگشتی به ثابت دی‌الکتریک سیال بستگی دارد. آب با مقدار حدود ۸۰ بازتاب عالی دارد، اما هیدروکربن‌های سبک با مقدار حدود ۲ اکوی بسیار ضعیفی برمی‌گردانند. برای این سیالات یا باید سراغ ۸۰ گیگاهرتز با حساسیت بالا رفت یا مستقیم TDR انتخاب کرد. قبل از سفارش، حتماً این عدد را برای سیالتان چک کنید.

چهار قاعدهٔ نصب

1. هرگز وسط مخزن نصب نکنید (مگر آنتن خیلی باریک باشد)؛ فاصلهٔ استاندارد معمولاً حدود یک‌ششم تا یک‌چهارم قطر مخزن از دیواره است.
2. هیچ‌وقت بالای مسیر ورودی — جریان ریزشی اکوی قوی‌تری از سطح می‌دهد.
3. نازل را کوتاه نگه دارید و انتهایش صاف باشد؛ نازل بلند، انعکاس داخلی و ناحیهٔ کور بزرگ‌تر می‌سازد.
4. حذف اکوی مزاحم را انجام دهید: با مخزن خالی، نقشهٔ اکوهای ثابت (نردبان، همزن) را ثبت کنید تا دستگاه بعداً آن‌ها را نادیده بگیرد.

برای مقایسهٔ رادار با اولتراسونیک و هیدرواستاتیک، راهنمای اندازه‌گیری سطح مخزن را ببینید. برای انتخاب مدل، ارتفاع مخزن، نوع سیال و شرایط داخلی مخزن را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.

© تمامی حقوق این مقاله متعلق به فن کنترل است؛ بازنشر تنها با ذکر منبع و درج لینک مستقیم مجاز است.

سطح‌سنج اولتراسونیک محبوب است چون منطقی ساده و قیمتی معقول دارد: یک پالس صوتی به سمت سطح فرستاده می‌شود، از سطح بازمی‌گردد و از روی زمان رفت و برگشت، فاصله و در نتیجه سطح محاسبه می‌شود. هیچ قطعه‌ای وارد سیال نمی‌شود — مزیتی بزرگ برای فاضلاب و مواد خورنده.

سرعت صوت؛ نقطهٔ قوت و ضعف

محاسبه بر پایهٔ سرعت صوت در گاز بالای مخزن انجام می‌شود و این سرعت به دما وابسته است (در هوا حدود ۳۴۰ متر بر ثانیه در دمای معمولی، اما با گرم شدن هوا افزایش می‌یابد). به همین دلیل هر سطح‌سنج اولتراسونیکی یک سنسور دما دارد و جبران خودکار انجام می‌دهد. اما اگر ترکیب گاز بالای مخزن تغییر کند — مثلاً بخار سنگین حلال جای هوا را بگیرد — جبران دما کافی نیست و خطا باقی می‌ماند.

کجا اصلاً کار نمی‌کند

• خلأ: صوت برای انتشار به محیط مادی نیاز دارد؛ در مخزن تحت خلأ، اولتراسونیک مطلقاً بی‌فایده است. اینجا فقط رادار جواب می‌دهد.
• کف روی سطح: کف انرژی صوتی را جذب می‌کند و اکو برنمی‌گردد — رایج‌ترین علت «گم شدن سیگنال» در تصفیه‌خانه‌ها.
• بخار غلیظ و گرد و غبار سنگین پالس را تضعیف می‌کنند.
• سطح خیلی متلاطم یا شیب‌دار (مخصوصاً در مواد جامد که مخروط تشکیل می‌دهند) اکو را پراکنده می‌کند.

ناحیهٔ کور: مهم‌ترین نکتهٔ نصب

سنسور بعد از ارسال پالس، مدت کوتاهی «گوش می‌دهد» و در همان لحظات اولیه هنوز خودش در حال ارتعاش است. نتیجه یک ناحیهٔ کور (Blocking Distance) بلافاصله زیر سنسور است — معمولاً چند ده سانتی‌متر. اگر سطح مایع وارد این ناحیه شود، دستگاه عدد بی‌معنی یا آخرین مقدار را نگه می‌دارد. پس همیشه سنسور را با فاصلهٔ کافی بالای بیشترین سطح ممکن نصب کنید.

چهار قاعدهٔ نصب

1. عمود بر سطح: کوچک‌ترین کجی، پرتو را منحرف می‌کند و اکو برنمی‌گردد.
2. دور از دیواره، نردبان و لوله: اجسام داخل مخروط پرتو، اکوی کاذب می‌سازند. اگر ناچارید، حتماً از قابلیت حذف اکوی مزاحم (False Echo Mapping) دستگاه استفاده کنید.
3. هرگز بالای مسیر ورودی نصب نکنید: جریان ریزشی مایع، اکوی قوی‌تری از خود سطح تولید می‌کند.
4. در نازل بلند نصب نکنید یا اگر مجبورید، نازل را کوتاه و لبه‌اش را صاف انتخاب کنید تا انعکاس داخلی ایجاد نشود.

گزینه‌های موجود

زیمنس SITRANS Probe LU برای مخازن آب و فاضلاب و شیمیایی با بدنهٔ یکپارچه، اندرس هاوزر Prosonic FDU92 برای بردهای بلندتر در مخازن بزرگ، و کرونه OPTISOUND 3010. اگر شرایط مخزنتان جزو موارد سخت بالاست، بودجه را صرف رادار کنید — مقایسهٔ کامل روش‌ها در این مقاله آمده است.

برای انتخاب، ارتفاع مخزن، نوع سیال و شرایط بالای سطح (کف، بخار، خلأ) را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.

© تمامی حقوق این مقاله متعلق به فن کنترل است؛ بازنشر تنها با ذکر منبع و درج لینک مستقیم مجاز است.

روتامتر (Rotameter) که به آن فلومتر سطح متغیر یا Variable Area Flowmeter هم گفته می‌شود، ساده‌ترین و قدیمی‌ترین روش اندازه‌گیری دبی است که هنوز هم در صنعت جای خودش را دارد. دلیل ماندگاری‌اش یک چیز است: برای نمایش محلی دبی، هیچ روشی به این ارزانی و به این بی‌دردسری وجود ندارد — نه برق می‌خواهد، نه کالیبراسیون دوره‌ای پیچیده، نه اتاق کنترل.

اصل کار روتامتر چگونه است؟

روتامتر از یک لولهٔ مخروطی عمودی تشکیل شده که قطرش از پایین به بالا زیاد می‌شود، و یک شناور (Float) که آزادانه داخل آن بالا و پایین می‌رود. سیال از پایین وارد می‌شود و شناور را به بالا هل می‌دهد؛ وزن شناور آن را به پایین می‌کشد. شناور دقیقاً در ارتفاعی می‌ایستد که این دو نیرو با هم برابر شوند.

نکتهٔ اصلی اینجاست: هرچه شناور بالاتر برود، فضای خالی بین آن و دیوارهٔ لوله بیشتر می‌شود. یعنی سطح مقطع عبور سیال متغیر است — و اسم «فلومتر سطح متغیر» از همین می‌آید. دبی بیشتر یعنی شناور بالاتر، و روی مقیاس کنار لوله می‌توان عدد را مستقیم خواند.

انواع روتامتر

۱. روتامتر شیشه‌ای

لولهٔ آن از شیشهٔ بروسیلیکات است و شناور مستقیماً دیده می‌شود. ارزان‌ترین نوع و مناسب فشار و دمای پایین، آزمایشگاه، خطوط آب و هوای فشرده. محدودیتش شکنندگی و عدم تحمل فشار بالاست.

۲. روتامتر فلزی

لوله از فولاد ضدزنگ است و چون شناور دیده نمی‌شود، موقعیتش با کوپلینگ مغناطیسی به عقربهٔ بیرونی منتقل می‌شود. این نوع برای فشار بالا، دمای بالا، بخار، سیال کدر و مناطق ضدانفجار استفاده می‌شود و رایج‌ترین گزینه در صنایع فرآیندی است.

۳. روتامتر پلاستیکی

از جنس پلی‌سولفون یا آکریلیک، برای مواد شیمیایی خورنده و کاربردهای سبک. سبک و ارزان، ولی محدود به دما و فشار پایین.

مزایا و محدودیت‌های روتامتر

چرا انتخابش می‌کنند:

• نیازی به برق ندارد — در نقاطی که تغذیه نیست، تنها گزینه است.
• قیمت بسیار پایین‌تر از فلومترهای مغناطیسی، کوریولیس و ورتکس.
• خواندن دبی به‌صورت مستقیم و آنی، بدون هیچ محاسبه‌ای.
• ساختار ساده و تعمیرپذیر؛ قطعهٔ الکترونیکی برای خراب شدن ندارد.
• مناسب دبی‌های خیلی پایین که بیشتر فلومترها اصلاً نمی‌بینند.

کجا مناسب نیست:

• دقت آن معمولاً حدود ۲ تا ۴ درصد فول‌اسکیل است — برای انتقال مالکیت و فروش سیال کافی نیست.
• حتماً باید عمودی نصب شود و جریان از پایین به بالا باشد؛ نصب افقی کار نمی‌کند.
• خواندن آن به چگالی و ویسکوزیتهٔ سیال وابسته است؛ اگر سیال عوض شود، مقیاس دیگر معتبر نیست.
• افت فشار ایجاد می‌کند.
• برای سیال کثیف و دوغاب مناسب نیست — شناور گیر می‌کند.

روتامتر با خروجی برقی

تصور رایج این است که روتامتر فقط نمایشگر محلی است، ولی مدل‌های فلزی امروزی می‌توانند خروجی ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر، پالس یا سوئیچ حد بالا و پایین هم داشته باشند. یعنی می‌توان هم عدد را روی خود دستگاه دید و هم آن را به PLC فرستاد. برای خطوطی که فقط به یک آلارم «دبی کم شد» نیاز دارند، این گزینه از خرید یک ترانسمیتر جداگانه اقتصادی‌تر است.

روتامتر را چگونه انتخاب کنیم؟

پیش از استعلام قیمت، این شش قلم را مشخص کنید:

1. سیال — مایع، گاز یا بخار؛ و نام دقیق آن. مقیاس روتامتر برای هر سیال جداگانه کالیبره می‌شود.
2. رنج دبی — حداقل و حداکثر کاری. نقطهٔ کار معمول باید حدود وسط مقیاس باشد، نه ابتدا یا انتهای آن.
3. فشار و دمای کاری — تعیین می‌کند شیشه‌ای کافی است یا باید فلزی باشد.
4. سایز و نوع اتصال — رزوه‌ای، فلنجی یا کلمپ.
5. جنس بدنه و شناور — استنلس ۳۱۶، PTFE، هستلوی، بسته به خورندگی سیال.
6. خروجی مورد نیاز — فقط نمایش محلی، یا ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر، یا سوئیچ آلارم.

روتامتر یا فلومتر دیگر؟

اگر فقط می‌خواهید بدانید «جریان برقرار است و تقریباً چقدر است»، روتامتر ارزان‌ترین جواب درست است. اما اگر به دقت بالا، ثبت داده یا اندازه‌گیری جرمی نیاز دارید، سراغ گزینه‌های دیگر بروید: فلومتر مغناطیسی برای مایعات رسانا بدون افت فشار، فلومتر کوریولیس برای دقیق‌ترین اندازه‌گیری جرمی، فلومتر ورتکس برای بخار، و فلومتر حرارتی برای گاز و هوای فشرده.

روتامترهای موجود در فن کنترل

• روتامتر فلزی ABB سری VA Master FAM541 — روتامتر مخروط فلزی، مناسب فشار و دمای بالا.
• روتامتر فلزی کرونه H250 مدل M9 — یکی از پرکاربردترین روتامترهای صنعتی دنیا.

فهرست کامل انواع فلومتر را می‌توانید در صفحهٔ فلومتر (دبی‌سنج) ببینید.

جمع‌بندی

روتامتر ابزار پیچیده‌ای نیست و قرار هم نیست باشد. کار آن این است که با کمترین هزینه و بدون نیاز به برق، دبی را همان‌جا نشان دهد — و در این کار هنوز رقیب ندارد. اگر مطمئن نیستید روتامتر برای خط شما مناسب است یا باید سراغ فلومتر مغناطیسی یا کوریولیس بروید، مشخصات سیال، سایز لوله و رنج دبی را برای کارشناسان فن کنترل بفرستید تا گزینهٔ درست را پیشنهاد دهیم.

در دسامبر 2023، KROHNE دستگاه‌های نمایشی Ethernet-APL را در دسترس مشتریان منتخب قرار داد. این مرحله نقطه عطف مهمی در پروژه توسعه Ethernet APLاین شرکت برای انواع مختلف حسگراست.

فناوری Ethernet-APL انقلابی در صنعت فرآیند است: برای اولین بار، سرعت داده بالا (10 مگابیت بر ثانیه) با ایمنی ذاتی برای سطح میدان ترکیب می شود. علاوه بر این، این فناوری عملکرد دو سیم از جمله منبع تغذیه را امکان پذیر می کند. KROHNE یکی از اعضای موسس کنسرسیوم Ethernet-APL در سال 2018 بود و بنابراین به طور فعال طراحی فنی استاندارد را ترویج کرده است

علاقه مشتریان به Ethernet-APL برای چندین سال به طور پیوسته در حال رشد بوده است، به ویژه در صنایع شیمیایی، و همچنین فراتر از آن. دکتر کریستوف اشپیگل، رئیس مدیریت محصول استراتژیک در بخش الکترونیک در KROHNE، توضیح می دهد: "با Ethernet-APL، ما سطح میدان را کاملا دیجیتالی می کنیم." "نمایشگرهای ما در حال حاضر اکثر عملکردهایی را دارند که با این فناوری امکان پذیر است. آنها اجرای PROFINET را مطابق با نمایه PA (اتوماسیون فرآیند) 4.0 با فایل GSD عمومی یا جایگزین سازنده خاص ارائه می دهند. همچنین یک بسته FDI برای استفاده وجود دارد. با تمام سیستم های مدیریت دارایی مدرن و یک وب سرور یکپارچه با یک رابط کاربری مناسب برای راه اندازی و تشخیص ساده."

ما امیدواریم که بتوانیم بازخورد اولیه و نتایج آزمایش را از طریق نمایش‌دهنده‌ها، از جمله نتایج آزمایش قابلیت همکاری با سیستم‌های میزبان مختلف، به دست آوریم.» اشپیگل ادامه می‌دهد: «ما می‌خواهیم اعتماد مشتریان خود را به KROHNE به عنوان یک شریک قابل اعتماد که جدیدترین فناوری را در عمل به کار می‌برد، تقویت کنیم. در مرحله اولیه Ethernet-APL هنوز یک فناوری بسیار جوان است، به همین دلیل است که ما به طور خاص با کاربران در اینجا کار می کنیم. با نگاهی به پیشرفت پروژه، من مطمئن هستم که KROHNE می تواند اولین دستگاه های Ethernet-APL را تا پایان سه ماهه چهارم سال 2024 ارائه کند

© تمامی حقوق این مقاله متعلق به فن کنترل است؛ بازنشر تنها با ذکر منبع و درج لینک مستقیم مجاز است.