غالباً ما يتطلب قياس مستوى التماس بين سائلين في نفس الوعاء في بعض العمليات الصناعية، مثل صناعات النفط والغاز والكيماويات والبتروكيماويات. وبشكل عام، يطفو السائل ذو الكثافة الأقل فوق السائل ذي الكثافة الأعلى في حال اختلاف كثافة أو ثقل السائلين.
نظراً لاختلاف خصائص سائلين، ينفصل أحدهما تلقائياً ليصبح شفافاً، بينما يشكل الآخر طبقة مستحلب بينهما. إضافةً إلى طبقة "الخرق"، توجد حالات أخرى للسطح البيني، مثل أسطح بينية متعددة أو طبقة خليط من سائل ومادة صلبة. وقد يكون من الضروري قياس سُمك طبقة معينة في تقنيات التصنيع.
ضرورات قياس مستوى الواجهة
يكمن سبب قياس مستوى الفصل في خزانات التكرير في فصل النفط الخام العلوي عن الماء، ثم معالجة الماء المفصول فقط لتقليل التكاليف وتسهيل عملية المعالجة. وتُعدّ الدقة بالغة الأهمية هنا، لأن وجود أي زيت في الماء يعني خسائر فادحة؛ في المقابل، يتطلب وجود الماء في الزيت معالجة فائقة الجودة لمزيد من التكرير والتنقية.
قد تواجه منتجات أخرى مواقف مماثلة أثناء التصنيع، حيث يلزم فصل خليطين مختلفين تمامًا، أي استبعاد أي بقايا من أحدهما. لا يكون فصل العديد من السوائل الكيميائية، مثل الميثانول في الماء، والديزل، والديزل الأخضر، وحتى الصابون، واضحًا في الخزانات أو الأوعية. فعلى الرغم من أن فرق الكثافة كافٍ لإحداث الفصل، إلا أن هذا الفرق قد يكون ضئيلاً جدًا بحيث لا يُمكن الاعتماد عليه في قياس السطح الفاصل.
أجهزة قياس المستوى
بغض النظر عن الصناعة التي يتم فيها استخدام هذه الأجهزة، هناك أجهزة استشعار مستوى موصى بها لحل المشكلات التقنية المعقدة.
مقياس الكثافة المدمج: عند حقن الزيت الرطب في خزان الترسيب أو فاصل الزيت عن الماء، ينفصل طور الزيت تدريجيًا عن طور الماء نظرًا لاختلاف كثافتهما. بعد الترسيب، تتشكل طبقة فاصلة بين الزيت والماء. تنتمي طبقة الزيت إلى وسطين مختلفين. تتطلب عملية الإنتاج معرفة دقيقة وفي الوقت المناسب بموقع هذه الطبقة الفاصلة، بحيث يمكن فتح الصمام في الوقت المناسب لتصريف الماء عندما يصل مستوى الماء إلى ارتفاع محدد.
في حالة حدوث وضع معقد يتم فيه فصل الماء والزيت بنجاح، من الضروري مراقبة مستوى السائل الذي يبلغ ارتفاعه مترًا واحدًا فوق فتحة التصريف.مقياس الكثافة عبر الإنترنتيجب فتح صمام التصريف عندما تصل كثافة السائل إلى 1 جم/مل؛ وإلا، فيجب إغلاق صمام التصريف عند اكتشاف كثافة أقل من 1 جم/مل، بغض النظر عن حالة فصلها.
في الوقت نفسه، يجب مراقبة تغيرات مستوى الماء لحظياً أثناء عملية التصريف. وعندما يصل مستوى الماء إلى الحد الأدنى، يُغلق الصمام في الوقت المناسب لتجنب الهدر والتلوث البيئي الناجم عن فقدان الزيت.
العوامات والمزاحاتيطفو مستشعر العوامة على السطح العلوي للسوائل، وهو يختلف قليلاً عما قد يوحي به اسمه. أما مستشعر الإزاحة، المُصمم ليتناسب مع كثافة السائل السفلي، فيمكنه الطفو على السطح العلوي للسائل المستهدف. ويكمن الفرق الدقيق بين العوامات ومستشعرات الإزاحة في أن مستشعر الإزاحة مُصمم ليُغمر بالكامل. ويمكن استخدامهما لقياس فواصل مستويات السوائل المتعددة.
تُعدّ العوامات وأجهزة الإزاحة من أقلّ الوسائل تكلفةً لقياس مستوى الفواصل، إلا أن عيوبها تكمن في اقتصار معايرتها على سائل واحد فقط. إضافةً إلى ذلك، فهي عُرضة للتأثر بالاضطرابات داخل الخزان أو الوعاء، مما يستدعي تركيب آبار تهدئة لحلّ هذه المشكلة.
من عيوب استخدام العوامات والمُزيحات الأخرى ما يتعلق بآلية طفوها الميكانيكية نفسها. فقد يتأثر وزن العوامات بطبقة إضافية أو مادة لاصقة، مما يؤثر على قدرتها على الطفو على سطح السائل. وينطبق الأمر نفسه في حال تغير كثافة المنتج.
السعةيتميز جهاز إرسال السعة بقضيب أو كابل يتصل بالمادة مباشرةً. يمكن اعتبار القضيب أو الكابل المغطى أحد لوحي المكثف، بينما يمكن اعتبار الجدار المعدني اللوح الآخر. قد تختلف قراءات المجس باختلاف المواد بين اللوحين.
يُفرض مُرسِل السعة متطلباتٍ على موصلية سائلين - أحدهما موصل والآخر غير موصل. يُؤثر السائل الموصل على القراءة، بينما يُحدث السائل الآخر تأثيرًا طفيفًا على الخرج. ومع ذلك، فإن مُرسِل السعة مستقل عن تأثيرات المستحلبات أو طبقات القماش.
يمكن لمجموعة متكاملة من الحلول المصممة لقياس مستويات التداخل المعقدة أن تحل سلسلة من المشكلات. وبالتأكيد، هناك أكثر من حل لقياس مستويات التداخل. تواصل مع المهندسين مباشرةً للحصول على حلول واقتراحات احترافية.
تُطوّر شركة لونميتر وتُنتج العديد من الأجهزة لقياس مستويات السوائل المختلفة، بما في ذلك عشرات الأنواع. قد تتعطل أحدث هذه الأجهزة إذا تم تركيبها في تطبيقات غير مناسبة. اطلب عرض سعر مجاني الآن للحصول على حل احترافي ومناسب!
تاريخ النشر: 19 ديسمبر 2024
