Mيتطلب قياس مستوى السائل في الخزانات المستخدمة في مصانع أشباه الموصلات حلولاً تتحمل درجات الحرارة المنخفضة للغاية، والتشغيل الديناميكي، وضوابط التلوث الصارمة. يجب أن يولي اختيار نظام القياس الأولوية لعدم التدخل، والاستجابة السريعة أثناء التشغيل، والحد الأدنى من الصيانة لحماية الإنتاجية واستمرارية العمل.
مخرجات متصلة بالإنترنت مناسبة للتحكم في العمليات وأنظمة الأمان
تُعدّ المخرجات المستمرة والفورية ضرورية للتحكم في العمليات وأنظمة الأمان في مصانع أشباه الموصلات. تشمل المخرجات المفضلة تيارًا يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير مع خيارات HART أو Modbus أو Ethernet للاتصال المباشر بوحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو أنظمة التحكم الموزعة (DCS). تأكد من أن الجهاز يدعم أوضاع الأمان في حالة الأعطال، بالإضافة إلى تنبيهات قابلة للبرمجة لحالات الارتفاع/الانخفاض، ومعدل التغير، وفقدان الإشارة. مثال: يمنع مخرج تيار مستمر يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير، موصول بصمام لولبي لتعبئة الخزان، التعبئة الزائدة عند تجاوز مستوى السائل عتبة قابلة للبرمجة.
مقاومة للبخار والرغوة والاضطراب وتغير خصائص الوسط
تُنتج خزانات التخزين المبردة طبقات من البخار، وتطبقات حرارية، واضطرابات عرضية أثناء النقل. لذا، يُنصح باختيار تقنيات تتمتع بمقاومة عالية للصدى الزائف والاضطرابات السطحية.جهاز إرسال مستوى الراداريمكن لأنظمة إرسال مستوى الرادار الموجهة بتقنية الموجات الشعاعية رفض الإشارات المرتدة غير المرغوب فيها إذا تم ضبطها بشكل صحيح. لذا، احرص على استخدام معالجة إشارة قابلة للتعديل، وعرض منحنى الصدى، وفلترة مدمجة لتجنب أخطاء المستوى الناتجة عن البخار أو الرغوة أو التناثر. على سبيل المثال: يتجاهل جهاز إرسال الرادار الذي يستخدم إعدادات متقدمة لمعالجة الإشارة طبقة بخار عابرة أثناء التبخر.
قياس مستوى النيتروجين السائل
*
اختراقات ميكانيكية ضئيلة وبدون أجزاء متحركة
قلل من مخاطر التسرب والصيانة باختيار أجهزة استشعار بدون أجزاء متحركة وبأقل قدر من الاختراقات في خزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ. يتيح استخدام رادار لا تلامسي مثبت على فوهة علوية موجودة تجنب استخدام مجسات طويلة ويقلل من التوصيل الحراري. يمكن تركيب خيارات رادار الموجات الموجهة ذات المجسات القصيرة على الحواف الصغيرة الموجودة دون الحاجة إلى ثقوب عميقة. حدد المواد وأحجام الحواف المتوافقة مع الأغلفة الفراغية وأختام التبريد للحفاظ على سلامة الخزان. مثال: اختر رادارًا لا تلامسيًا مثبتًا في الأعلى لتجنب استخدام مجس طويل قد يخترق العازل.
التشخيص، والصيانة التنبؤية، واستكشاف الأعطال وإصلاحها بسهولة
يجب أن تتضمن أجهزة الإرسال المتقدمة أدوات تشخيصية وأدوات سهلة لتحديد الأعطال وإصلاحها لضمان أقصى قدر من جاهزية المصنع. يتطلب ذلك وجود أدوات تشخيصية مدمجة مثل عرض منحنى الصدى، ومقاييس قوة الإشارة، وفحوصات سلامة المجسات، ومستشعرات درجة الحرارة. يدعم هذا النظام التشخيص عن بُعد وسجلات الأخطاء، مما يُسرّع من تحليل الأسباب الجذرية. تساعد التنبيهات الاستباقية، مثل مؤشرات تدهور قوة الإشارة أو تراكم الرواسب على المجسات، في جدولة التدخل قبل حدوث أي عطل. على سبيل المثال، يمكن لجهاز إرسال يسجل انخفاضًا تدريجيًا في الصدى أن يُنبه إلى ضرورة تنظيف الرواسب قبل حدوث أي عطل.
القدرة على قياس مستويات التفاعل في سيناريوهات متعددة المتغيرات
يتطلب قياس الفواصل في سيناريوهات السائل/البخار أو الطبقات المتدرجة تقنيات قادرة على رصد التباينات العازلة الصغيرة. تستشعر تقنية أجهزة إرسال مستوى الرادار الموجي الموجه (GWR) الفواصل حيث يوجد تباين عازل بين الطبقات. بالنسبة للنيتروجين السائل تحديدًا، يحد التباين العازل المنخفض بين السائل والبخار من دقة قياس الفواصل؛ ويمكن التغلب على ذلك بقياسات تكميلية. يمكن دمج الرادار/GWR مع قياس درجة الحرارة، أو قياس الضغط التفاضلي، أو استخدام عدة مستشعرات مستقلة لتأكيد موضع الفاصل. مثال: استخدام مسبار GWR للكشف عن فاصل الزيت/النيتروجين السائل بينما يراقب رادار مثبت في الأعلى مستوى السائل.
التوافق مع هندسة الخزانات، والتركيب المباشر، والتكامل مع أنظمة التحكم في المنشأة
يجب مطابقة شكل المستشعر مع خزانات التخزين المبردة المعزولة بتفريغ الهواء والفوهات المتاحة. تحقق من خيارات التركيب العلوية أو الجانبية أو التركيبات القصيرة المدمجة. يشير التركيب المدمج إلى المستشعرات الصغيرة التي تتناسب مع الأنابيب الموجودة أو الحواف الصغيرة دون الحاجة إلى مجسات طويلة؛ تأكد من الرسومات الميكانيكية والحد الأدنى لأقطار الفوهات قبل الاختيار. تأكد من توافق واجهات الكهرباء والاتصال مع معايير المصنع لأنظمة التعبئة والتفريغ المستمرة للخزانات. اطلب توثيقًا للأسلاك ومعالجة الإشارات وممارسات التأريض الموصى بها للبيئات المبردة. مثال: اختر مجس رادار صغير الحجم يعمل بموجات موجهة يتناسب مع فوهة قطرها 1.5 بوصة ويوفر تيارًا يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير/HART لنظام التحكم الموزع المركزي.
تقنية الرادار الموجي الموجه (GWR) - مبدأ التشغيل ومزاياها
مبدأ القياس
يرسل جهاز GWR نبضات ميكروويفية منخفضة الطاقة وقصيرة المدى عبر مسبار. عندما تصطدم النبضة بسطح ذي ثابت عزل كهربائي مختلف، ينعكس جزء من الطاقة. يقيس جهاز الإرسال الفارق الزمني بين النبضات المرسلة والمرتدة لحساب المسافة إلى سطح السائل. ومن هذه المسافة، يحسب مستوى السائل الكلي أو مستوى السطح الفاصل. تزداد شدة الانعكاس مع ازدياد ثابت العزل الكهربائي الناتج.
نقاط القوة لخزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ والنيتروجين السائل
يوفر جهاز قياس مستوى الماء (GWR) قراءات مباشرة للمستوى دون الحاجة إلى تعويضات تُذكر لتغيرات الكثافة، أو الموصلية، أو اللزوجة، أو الرقم الهيدروجيني، أو درجة الحرارة، أو الضغط. هذه الثباتية تجعله مناسبًا لمحاليل النيتروجين السائل في خزانات التخزين المبردة المعزولة بتفريغ الهواء، حيث تتغير خصائص السوائل وظروف البخار غالبًا. يكشف جهاز GWR عن فواصل السائل-البخار وفواصل السائل-السائل مباشرةً، مما يجعله مثاليًا لقياس مستوى النيتروجين السائل ومراقبة الفواصل في أنظمة التعبئة والتفريغ المستمرة للخزانات.
يحصر توجيه المسبار طاقة الموجات الدقيقة على طول المسبار. هذا الحصر يجعل القياسات غير حساسة إلى حد كبير لشكل الخزان، والتجهيزات الداخلية، والأبعاد الهندسية الصغيرة للخزانات. يقلل هذا النهج الموجه بالمسبار من حساسية القياسات لتصميم الحجرة، ويبسط عملية التركيب في الأوعية الضيقة أو المعقدة الشائعة في مصانع تصنيع الرقائق الإلكترونية ومرافق تصنيع أشباه الموصلات.
يؤدي جهاز GWR أداءً ممتازًا حتى في ظروف التشغيل الصعبة، حيث يحافظ على دقته في وجود الأبخرة والغبار والاضطرابات والرغوة. هذه الخصائص تجعل من GWR أداة عملية لقياس مستوى السوائل عبر الإنترنت، خاصةً في الحالات التي تُفضل فيها تقنيات القياس غير التداخلية. وبالتالي، تتناسب تقنية جهاز إرسال مستوى السوائل GWR مع العديد من تطبيقات قياس مستوى السوائل التي تفشل فيها تقنيات القياس البصري أو الطفو.
التحقق من صحة الصناعة
تُقرّ مصادر صناعية مستقلة بأن قياس مستوى السوائل باستخدام الرادار يتميز بالمتانة في الظروف القاسية. توفر أجهزة الرادار دقة وموثوقية عاليتين في القياس، مما يجعلها بدائل عملية للعديد من أجهزة الاستشعار التقليدية في تطبيقات المعالجة والتخزين.
أهمية ذلك بالنسبة لأتمتة العمليات وعمليات المصانع
يتكامل نظام GWR مع أنظمة التعبئة والتفريغ المستمرة للخزانات كأداة لقياس مستوى السائل عبر الإنترنت. يدعم النظام قياس مستوى النيتروجين السائل في حلقات المعالجة دون الحاجة إلى إعادة معايرة متكررة لتغيرات الكثافة أو درجة الحرارة. هذا يقلل من الصيانة مع الحفاظ على دقة التحكم في مستوى السائل للعمليات الحساسة في مصانع تصنيع الرقائق وغيرها من مرافق أشباه الموصلات.
لماذا تختار أجهزة إرسال مستوى GWR المدمجة للنيتروجين السائل في مصانع تصنيع الرقائق؟
تحافظ تقنية رادار الموجة الموجهة (GWR) لقياس مستوى السوائل على دقة ثابتة في ظروف التبريد الشديد. ويؤدي التباين القوي في الخصائص العازلة بين النيتروجين السائل والبخار إلى انعكاس راداري واضح. وتبقى القياسات القائمة على المجسات قابلة للتكرار رغم انخفاض درجات الحرارة وتغير متغيرات العملية.
لا تحتوي مجسات GWR على أجزاء متحركة. ويؤدي غياب الآليات الميكانيكية إلى تقليل عدد مرات إعادة المعايرة وخفض مخاطر توليد الجسيمات. وهذا بدوره يقلل من مخاطر التلوث في مصانع تصنيع أشباه الموصلات حيث تكون متطلبات النقاء صارمة.
تُقلل خيارات تركيب المجسات من الأعلى إلى الأسفل أو من داخل خط الإنتاج من عدد الثقوب في العملية واحتمالية التسرب. يستخدم المجس المثبت على شفة من الأعلى إلى الأسفل ثقبًا واحدًا مُصنفًا لتحمل الضغط على سطح الوعاء. أما المجس المدمج فيُركب في منفذ صغير أو قطعة بكرة، مما يُسهل إزالته دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة في الوعاء. مثال: تركيب جهاز إرسال مستوى رادار الموجة الموجهة على خزان تخزين مبرد معزول بتفريغ الهواء من خلال فتحة قطرها 1.5 بوصة.
رادار الموجة الموجهة لونمتري، جهاز إرسال مستوى خطي
القدرة على القياس والموثوقية للسوائل المبردة
تستخدم أجهزة إرسال مستوى الرادار الموجي الموجه (لونمتر) نبضة ميكروويف موجهة بواسطة مسبار لتتبع سطح السائل بدقة تصل إلى أقل من ملليمتر. يُراعي تصميم المسبار ومعالجة الصدى انخفاض ثوابت العزل الكهربائي ووجود طبقات البخار الشائعة في محاليل النيتروجين السائل. في مصانع تصنيع الرقائق ومرافق تصنيع أشباه الموصلات، يُتيح ذلك قراءات متسقة في خزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ وأنظمة التعبئة والتفريغ المستمرة للخزانات.
معتمد للسلامة لتطبيقات مستوى SIL2 مع تجنب الاختراقات الإضافية
جهاز الإرسال حاصل على شهادة السلامة SIL2، مما يسمح باستخدامه في الدوائر المجهزة بأجهزة السلامة دون الحاجة إلى إضافة أجهزة أمان منفصلة لمستوى السائل. يحافظ تصميمه أحادي الخط على سلامة غلاف الخزان، مما يقلل من مسارات التسرب في خزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ. وهذا يقلل من المخاطر على العمليات الحيوية في مصانع أشباه الموصلات حيث يُعد الحفاظ على الفراغ والعزل أمرًا بالغ الأهمية.
يقلل جهاز الإرسال متعدد المتغيرات من عدد الأجهزة واختراقات العملية
يوفر رادار الموجات الموجهة متعدد المتغيرات من لونميتر بيانات مستوى السائل بالإضافة إلى متغيرات عملية إضافية من جهاز واحد. يساهم دمج بيانات مستوى السائل، ومؤشرات الكثافة/الواجهة، وتشخيصات درجة الحرارة أو الكثافة في الاستغناء عن الأجهزة المنفصلة. كما أن تقليل عدد الثقوب يحسن سلامة الفراغ، ويقلل من تكاليف التركيب، ويخفض التكلفة الإجمالية لامتلاك أجهزة إرسال مستوى السائل.
تشخيص مدمج، وصيانة تنبؤية، وسهولة في استكشاف الأعطال وإصلاحها
تراقب أنظمة التشخيص المدمجة جودة الإشارة وحالة المجسات واستقرار الصدى في الوقت الفعلي. وتُنبّه التنبيهات الاستباقية إلى تدهور الأداء قبل حدوث أي عطل، مما يقلل من وقت التوقف غير المخطط له ومتوسط وقت الإصلاح. ويمكن للفنيين استخدام آثار الصدى المخزنة لتحديد أعطال أنظمة ملء وتفريغ الخزانات المستمرة دون الحاجة إلى فحص جراحي.
مصمم للخزانات الصغيرة والأشكال الهندسية المعقدة؛ يعمل بكفاءة في البخار والاضطراب والرغوة
يُناسب المسبار الموجه ومعالجة الإشارات المتقدمة الأوعية ذات المدى القصير والمحدودة. يكشف جهاز الإرسال بدقة عن مستوى السائل في الخزانات الصغيرة، والأعناق الضيقة، والأشكال الهندسية غير المنتظمة الموجودة في أوعية إمداد النيتروجين السائل لأدوات التجميع. كما أنه يعزل صدى السائل الحقيقي عن البخار والاضطراب والرغوة، مما يجعله عمليًا لقياس مستوى النيتروجين السائل في تصميمات المصانع المعقدة.
تعمل نبضات الميكروويف منخفضة الطاقة على تقليل انتقال الحرارة والاضطراب في الوسائط المبردة
تُقلل نبضات الميكروويف منخفضة الطاقة من التسخين الموضعي وتحد من التبخر عند قياس السوائل المبردة. وهذا يقلل من اضطراب النيتروجين السائل ويحافظ على الاستقرار الحراري في خزانات التخزين المبردة المعزولة بتفريغ الهواء. كما يحافظ هذا النهج على مخزون المبردات ويدعم التشغيل المستقر في منشآت تصنيع أشباه الموصلات الحساسة.
الأمثلة المذكورة أعلاه: في مصنع تصنيع الرقائق، يمكن لوحدة رادار موجة موجهة واحدة بطول 100 متر أن تحل محل مستشعر مستوى السائل ومسبار الكثافة في خزان صغير من النيتروجين السائل، مع الحفاظ على فتحة واحدة في جدار الخزان، وتوفير إنذارات استباقية تمنع توقف الإنتاج. وفي نظام تعبئة وتفريغ الخزانات المستمر، يحافظ الجهاز نفسه على دقة التحكم في مستوى السائل من خلال أغطية البخار والرغوة المتقطعة دون إضافة أي حمل حراري على المبرد.
أفضل الممارسات لتركيب ودمج خزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ
استراتيجية التركيب: مسبار داخلي مقابل تركيب من الأعلى إلى الأسفل
تُقلل التركيبات العلوية من الثقوب في غلاف التفريغ وتقلل من مسارات التسريب. كما أنها تضع الحساس في منتصف الخزان وتقلل من تعرضه لتدفقات الهواء الداخلة. استخدم التركيبات العلوية عندما يسمح شكل الخزان وسهولة الوصول للصيانة بذلك.
تتيح المجسات الجانبية سهولة الوصول للصيانة، ويمكن وضعها بالقرب من أنابيب العملية للتحكم المتكامل. تزيد التركيبات الجانبية من عدد نقاط الاختراق، وتتطلب إحكامًا ومحاذاة دقيقين للحفاظ على سلامة الفراغ. اختر التركيب الجانبي عندما تكون سهولة الصيانة أو التكامل مع خطوط التعبئة والتفريغ المستمرة أمرًا بالغ الأهمية.
وازن القرار بناءً على هذه العوامل: عدد حالات اختراق الفراغ، وسهولة الصيانة، وتجهيزات الخزان الداخلية، وكيف يؤثر موقع القياس على استقرار القراءة في ظل ظروف التدفق الموجودة في مصانع تصنيع الرقائق ومرافق تصنيع أشباه الموصلات.
اعتبارات منع التسرب والشفة للحفاظ على سلامة الفراغ
يجب أن تكون جميع نقاط الاختراق مقاومة للتفريغ ومُعالجة لتخفيف الإجهاد عند درجات الحرارة المنخفضة جدًا. يُفضل استخدام موانع تسرب معدنية أو أنظمة حشيات مُصممة للعمل في درجات حرارة منخفضة جدًا وقادرة على تحمل دورات حرارية متكررة. تجنب استخدام موانع التسرب البوليمرية إلا إذا كانت مُصنفة صراحةً لتحمل درجة حرارة -196 درجة مئوية.
استخدم وصلات ملحومة كلما أمكن ذلك للتركيبات الدائمة. عند الحاجة إلى مستشعرات قابلة للإزالة، قم بتركيب شفة متعددة المنافذ أو مجموعة منفاخ مصممة للعمل في ظروف الفراغ، مع منفذ مخصص لتفريغ الهواء. وفر منافذ اختبار فراغ بجوار شفة المستشعر للتحقق من سلامة الغلاف بعد التركيب.
صمم الحواف والحلقات المانعة للتسرب بحيث تستوعب الانكماش الحراري. أضف عناصر مرنة أو أكمامًا منزلقة لمنع الإجهاد عند نقطة الاختراق أثناء التبريد. تأكد من سهولة الوصول إلى أدوات تثبيت الحافة دون كسر الغلاف المفرغ من الهواء كلما أمكن ذلك.
طول المجس واختيار المواد لتحقيق التوافق مع درجات الحرارة المنخفضة للغاية
اختر مواد تحافظ على مرونتها وتقاوم التقصف عند درجة حرارة النيتروجين السائل. تُعدّ الفولاذات المقاومة للصدأ المتوافقة مع درجات الحرارة المنخفضة (مثل الفولاذ من فئة 316L) معيارًا للمجسات. يُنصح باستخدام سبائك ذات معامل تمدد حراري منخفض للمجسات الطويلة جدًا لتقليل الحركة النسبية بين المجس والخزان.
يجب أن يصل طول المسبار إلى عمق كافٍ داخل الخزان، أسفل مستوى السائل الأقصى المتوقع وفوق منطقة الرواسب في القاع. تجنب استخدام مسابير تلامس قاع الخزان أو الحواجز الداخلية. بالنسبة للخزانات الطويلة المعزولة بتفريغ الهواء، يُراعى هامش انكماش حراري يبلغ عدة ملليمترات لكل متر من طول المسبار.
في تركيبات أجهزة إرسال مستوى الرادار الموجي الموجه، استخدم مجسات قضيبية صلبة أو مجسات محورية مصممة للعمل في درجات حرارة منخفضة للغاية. قد تجمع المجسات الكابلية المكثفات أو الجليد، لذا يُفضل استخدامها بشكل أقل في الخزانات التي تشهد تبخرًا شديدًا أو تموجًا كبيرًا. حدد تشطيب السطح وجودة اللحام لتجنب مواقع تكوّن الجليد.
مثال: قد يتطلب وعاء داخلي بطول 3.5 متر مسبارًا بطول 3.55-3.60 متر لمراعاة الانكماش وسُمك شفة التثبيت. تحقق من الأبعاد النهائية عند درجة حرارة التشغيل المتوقعة.
التكامل مع ظروف التعبئة والتفريغ المستمرة
ضع مستشعر مستوى السائل بعيدًا عن فتحات الدخول والخروج لتجنب القراءات الخاطئة الناتجة عن الاضطرابات. وكقاعدة عامة، ضع المجسات على بُعد لا يقل عن قطر الخزان من فتحات الدخول أو الخروج الرئيسية، أو خلف الحواجز الداخلية. إذا حالت قيود المساحة دون ذلك، فاستخدم عدة مستشعرات أو وظّف معالجة الإشارات للتخلص من الصدى العابر.
تجنب تركيب المجس مباشرةً في تيار التعبئة. في أنظمة التعبئة والتفريغ المستمرة، قد تتشكل طبقات حرارية وطبقات متجانسة؛ لذا ضع المستشعر في المكان الذي يأخذ منه عينات من السائل المختلط جيدًا، عادةً بالقرب من محور الوعاء أو داخل بئر تهدئة مصمم هندسيًا. يمكن لبئر التهدئة أو الأنبوب المركزي عزل المستشعر عن التدفق وتحسين الدقة أثناء عمليات النقل السريعة.
في مصانع تصنيع الرقائق التي يتم فيها ضخ النيتروجين السائل بشكل مستمر أثناء تنظيف الأدوات، اضبط مواقع القياس والمرشحات لتجاهل الارتفاعات المفاجئة قصيرة المدة. استخدم منطق المتوسطات أو التنعيم باستخدام نافذة متحركة أو تتبع الصدى في خرج جهاز الإرسال لكبح الإنذارات الكاذبة الناتجة عن الارتفاعات المفاجئة القصيرة.
ممارسات التوصيل والتأريض والتوافق الكهرومغناطيسي لضمان أداء رادار موثوق
قم بتمرير كابلات الإشارة عبر منافذ توصيل مقاومة للتفريغ مزودة بمخففات للشد ومداخل حرارية. استخدم كابلات محمية أو مزدوجة مجدولة أو محورية حسب متطلبات تقنية الرادار المختارة. حافظ على تقصير مسارات الكابلات وتجنب تجميعها مع كابلات الطاقة.
قم بتحديد نقطة تأريض مرجعية واحدة لغلاف المستشعر والإلكترونيات الخاصة بالجهاز لمنع حدوث حلقات تأريض. اربط الدروع بالأرض من طرف واحد فقط ما لم تنص إرشادات الشركة المصنعة على خلاف ذلك. قم بتركيب أجهزة حماية من زيادة التيار وأجهزة كبح التيار العابر على الكابلات الطويلة التي تعبر الفناء أو مناطق المرافق.
قلل التداخل الكهرومغناطيسي بفصل كابلات المستشعرات عن محركات التردد المتغير، ومغذيات المحركات، وشبكات التوزيع ذات الجهد العالي. استخدم نوى الفريت والأنابيب عند الضرورة. بالنسبة لتركيبات أجهزة إرسال مستوى الرادار الموجه بالموجات، حافظ على استمرارية المعاوقة المميزة عند نقاط التغذية والموصلات للحفاظ على سلامة الإشارة.
خارطة طريق النشر (نهج مرحلي موصى به)
مرحلة التقييم: مسح الخزانات، وظروف التشغيل، ومتطلبات نظام التحكم
ابدأ بمسح ميداني للخزان. سجّل هندسة الخزان، ومواقع الفوهات، والمسافة بين العوازل، ومنافذ الأجهزة المتاحة. لاحظ إمكانية الوصول إلى مساحة الفراغ وأي جسور حرارية تؤثر على وضع المستشعرات.
رصد ظروف التشغيل، بما في ذلك ضغوط التشغيل العادية والقصوى، ودرجة حرارة حيز البخار، ومعدلات التعبئة، والاضطرابات أو الارتفاعات المتوقعة أثناء أنظمة التعبئة والتفريغ المستمرة للخزانات. توثيق الأنماط الدورية المستخدمة في مصانع تصنيع الرقائق ومرافق تصنيع أشباه الموصلات.
حدد متطلبات نظام التحكم مبكراً. حدد أنواع الإشارات (4 20 مللي أمبير، HART، Modbus)، والإنذارات المنفصلة، ومعدلات التحديث المتوقعة لأدوات قياس المستوى عبر الإنترنت. حدد نطاقات الدقة المطلوبة ومستويات سلامة النظام.
ينبغي أن تتضمن مخرجات التقييم ورقة نطاق العمل، ورسومات التركيب، وقائمة بتقنيات القياس غير التدخلية المفضلة، ومصفوفة الإدخال/الإخراج لنظام التحكم.
التركيب التجريبي: التحقق من صحة الخزان الواحد واختبار التكامل في ظل ظروف التعبئة/التفريغ المستمر
قم بتجربة تشغيلية على خزان تخزين مبرد معزول بتفريغ الهواء. قم بتركيب جهاز إرسال مستوى السائل المحدد وقم بتشغيل دورات التشغيل الكاملة. تحقق من صحة قياس مستوى السائل في الخزانات أثناء أنظمة التعبئة والتفريغ المستمرة، بما في ذلك التعبئة السريعة والتقطير البطيء.
استخدم الجهاز التجريبي لمقارنة تقنية رادار قياس مستوى السوائل، وأداء رادار قياس مستوى السوائل بالموجات الموجهة، وأجهزة قياس مستوى السوائل المتقدمة الأخرى في نفس بيئة الخزان كلما أمكن ذلك. سجّل زمن الاستجابة، والاستقرار، ومدى تأثرها بالبخار أو الرغوة أو التكثيف. بالنسبة لرادار الموجات الموجهة، تأكد من أن مواد المجس تتحمل الانكماش في درجات الحرارة المنخفضة جدًا وأن فتحات التغذية محكمة الإغلاق.
قم بإجراء اختبارات التكامل مع وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو نظام التحكم الموزع (DCS). تحقق من عتبات الإنذار، وأنظمة التعشيق، وعلامات سجل البيانات، والتشخيص عن بُعد. قم بتشغيل دورات تشغيل مختلطة لمدة أسبوعين على الأقل لرصد الحالات الشاذة. اجمع بيانات دقة خط الأساس، والانحراف، وأحداث الصيانة.
مثال: في منشأة لتصنيع أشباه الموصلات، قم بتشغيل نموذج تجريبي خلال دورة تغذية عادية للمصنع مدتها 24 ساعة. سجل مخرجات جهاز إرسال مستوى السائل مقابل أحجام التعبئة المعروفة وفحوصات المقاييس الثانوية. تتبع الأخطاء أثناء عمليات التفريغ ذات التدفق العالي.
النشر: نشر كامل عبر شبكة التخزين المبردة مع تكوين وتشخيص موحدين
قم بتوحيد إعدادات الجهاز المختار بعد التحقق التجريبي. ثبّت أطوال المجسات، وحواف التثبيت، ومداخل الكابلات، وإعدادات جهاز الإرسال. أنشئ حزمة نشر تتضمن طراز الجهاز، ورقم التسلسل، وإعدادات المعايرة لكل حجم خزان.
طبّق معايير تشخيصية ومنطق إنذار موحدين على جميع الخزانات. تأكد من أن كل أداة قياس مستوى عبر الإنترنت تعرض بيانات الصدى، وعلامات الاختبار الذاتي، وحالة الخزانات لنظام التحكم. تساهم معايير التشخيص الموحدة في تسريع عملية استكشاف الأعطال وإصلاحها في خزانات التخزين المبردة المعزولة بتفريغ الهواء.
خطط للتنفيذ على مراحل لتقليل تعطيل العمليات. جدوِل عمليات التركيب خلال فترات الصيانة المخططة. جهّز قطع الغيار، وأجهزة المعايرة، والأدوات المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة. حدّث خرائط الشبكة ووثائق الإدخال/الإخراج لكل مستشعر مُثبّت.
مثال على وتيرة التنفيذ: تجهيز خزانات العمليات الأساسية أولاً، ثم خزانات التخزين الثانوية. التحقق من صحة كل مرحلة من خلال يومين من الفحوصات الوظيفية بعد التركيب في ظل أنماط التعبئة/التفريغ العادية.
التسليم والتدريب: تدريب المشغلين وفنيي الصيانة مع إجراءات تشغيل قياسية واضحة للمراقبة واستكشاف الأعطال وإصلاحها.
تقديم تدريب منظم للمشغلين مرتبط بإجراءات التشغيل القياسية. يشمل التدريب الفحوصات اليومية لقياس مستوى النيتروجين السائل، والاستجابة للإنذارات، والتفسير الأساسي لإشارة الصدى. تدريب المشغلين على التعرف على أنماط الأعطال الشائعة مثل فقدان إشارة الصدى، وعدم استقرار القراءات أثناء التذبذب، وأعطال الأسلاك.
توفير تدريب على الصيانة يركز على السلامة في درجات الحرارة المنخفضة، وفحص المجسات، وإجراءات المعايرة، وخطوات الاستبدال. يشمل ذلك تمارين عملية لإزالة وإعادة تركيب المجسات أو مشابك الاستشعار غير المتداخلة مع الحفاظ على سلامة الفراغ.
يرجى تقديم وثائق إجراءات تشغيل قياسية واضحة. يجب أن تتضمن هذه الوثائق خطوات تفصيلية للتحقق من دقة جهاز قياس المستوى، وإجراء معايرة ميدانية، وعزل جهاز القياس واستبداله، والإبلاغ عن الأعطال المتكررة. يجب تضمين أمثلة على مسارات استكشاف الأخطاء وإصلاحها: بدءًا من الطاقة والإشارة، ثم جودة الصدى، ثم الفحوصات الميكانيكية.
احتفظ بسجل تدريب وتوقيعات على الكفاءة. حدد مواعيد جلسات تنشيطية دورية تتوافق مع فترات المعايرة.
اطلب عرض سعر / دعوة للعمل
اطلب عرض سعر لأجهزة إرسال مستوى النيتروجين السائل بتقنية الرادار الموجي الموجه (لونميتر) عند حاجتك لقياس دقيق لمستوى النيتروجين السائل في مصانع تصنيع الرقائق أو خزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ. حدد أن التطبيق يتضمن أنظمة تعبئة وتفريغ مستمرة للخزانات لضمان توافق العرض مع دورات التشغيل الفعلية.
عند إعداد طلب عرض سعر، يرجى تضمين التفاصيل الأساسية للعملية والتقنية. يرجى تقديم ما يلي:
نوع الخزان وحجمه (مثال: خزان تخزين مبرد معزول بالتفريغ، 5000 لتر)، والوسط (النيتروجين السائل)، ودرجات حرارة التشغيل والضغوط؛
معدلات التعبئة والتفريغ المستمرة، ودورة التشغيل النموذجية، وظروف الارتفاع المفاجئ أو التموج المتوقعة؛
موقع التركيب، والمنافذ المتاحة، وهندسة المساحة الرأسية؛
نطاق القياس المطلوب، والدقة والتكرارية المرغوبة، وعتبات الإنذار/نقطة الضبط؛
تفضيلات توافق المواد وأي قيود على غرف التنظيف أو التلوث لمصانع تصنيع الرقائق؛
تصنيف المنطقة الخطرة وأي قيود على التركيب.
لطلب عرض سعر أو ترتيب تجربة أولية، يرجى تجميع العناصر المذكورة أعلاه وتقديمها عبر قناة المشتريات أو جهة الاتصال الهندسية في المنشأة. تساهم بيانات التطبيق الواضحة في تسريع عملية تحديد الحجم وتضمن توافق مقترح جهاز إرسال مستوى الرادار الموجي الموجه مع تطبيقات أجهزة إرسال مستوى السائل في مصانع تصنيع الرقائق وأنظمة التخزين المبردة.
الأسئلة الشائعة
ما هي أفضل طريقة لقياس مستوى النيتروجين السائل في خزان في مصنع تصنيع الرقائق؟
توفر أجهزة إرسال مستوى الرادار الموجي الموجه (GWR) المدمجة قياسات دقيقة ومستمرة وغير ميكانيكية لغاز النيتروجين السائل المبرد في مصانع تصنيع الرقائق. وتستخدم هذه الأجهزة نبضة ميكروويف موجهة بواسطة مسبار، وهي مقاومة للبخار والاضطرابات والأحجام الصغيرة للخزانات. بالنسبة لخزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ، يُنصح بتركيب جهاز الإرسال بأقل عدد ممكن من الفتحات المحكمة الإغلاق للحفاظ على سلامة الفراغ.
هل يمكن لجهاز إرسال مستوى الرادار ذي الموجة الموجهة أن يعمل أثناء ظروف التعبئة والتفريغ المستمرة؟
نعم. صُمم جهاز GWR للقياس المستمر عبر الإنترنت، ويحافظ على قراءات دقيقة للمستوى أثناء العمليات الديناميكية. يمنع وضع المجس بشكل صحيح، وضبط إعدادات منطقة الحجب والمنطقة الميتة للجهاز، والتحقق من الصدى، حدوث أصداء زائفة ناتجة عن التدفق. مثال: اضبط جهاز الإرسال بعد التشغيل أثناء التعبئة بأقصى معدل تدفق للمحطة للتأكد من ثبات الصدى.
كيف تتم مقارنة جهاز إرسال مستوى GWR بأجهزة الاستشعار غير التلامسية للنيتروجين السائل؟
ينقل رادار الموجات الثقالية (GWR) نبضات الميكروويف عبر مسبار، مُنتجًا أصداءً قوية ومتسقة في ظروف البخار والاضطرابات. قد يعمل الرادار غير التلامسي، لكنه قد يواجه صعوبة في الخزانات الضيقة أو حيث تعكس الهياكل الداخلية الإشارات. في الخزانات ذات العوائق الداخلية أو ذات التصميم الهندسي الضيق، يُحقق رادار الموجات الثقالية عادةً أصداءً أفضل وقراءات أكثر استقرارًا للنيتروجين السائل.
هل سيؤثر جهاز إرسال الرادار ذو الموجة الموجهة على سلامة الفراغ في خزانات التبريد المعزولة بالفراغ؟
عند تركيبه كجهاز إرسال مدمج مع تقليل عدد الثقوب وإحكام إغلاقه، يقلل نظام GWR من إجمالي عدد الثقوب مقارنةً بالمستشعرات المنفصلة المتعددة. ويؤدي تقليل عدد الثقوب إلى تقليل مسارات التسرب والمساعدة في الحفاظ على الفراغ. استخدم حوافًا ملحومة أو وصلات فراغ عالية الجودة وأختامًا مبردة معتمدة لتجنب تدهور فراغ الخزان.
هل تتطلب أجهزة إرسال الرادار الموجي الموجه إعادة معايرة أو صيانة متكررة في الخدمة المبردة؟
لا، وحدات GWR لا تحتوي على أجزاء متحركة، وعادةً ما تحتاج إلى إعادة معايرة بسيطة. تتيح التشخيصات المدمجة ومراقبة الصدى إجراء فحوصات بناءً على الحالة. قم بإجراء فحص دوري لطيف الصدى وفحص بصري للأختام وحالة المجس أثناء عمليات الإيقاف المجدولة.
هل أجهزة إرسال مستوى الرادار آمنة للاستخدام في بيئات أشباه الموصلات الحساسة؟
نعم. تعمل أجهزة إرسال مستوى الرادار بطاقة ميكروويف منخفضة ولا تشكل أي خطر من الجسيمات. يساعد اختراقها المحدود واستشعارها غير المتداخل في الحفاظ على مساحات خاضعة للتحكم في التلوث. حدد مواد صحية، ومجسات قابلة للتنظيف، وحماية مناسبة من دخول الأجسام الغريبة عند التركيب بالقرب من مناطق العمليات النظيفة.
كيف أختار بين جهاز إرسال مستوى GWR وأنواع أجهزة إرسال مستوى السائل الأخرى للنيتروجين السائل؟
استخدم قائمة اختيار تُعطي الأولوية للتوافق مع درجات الحرارة المنخفضة جدًا، والإنتاج المستمر عبر الإنترنت، ومقاومة البخار والاضطرابات، والحد الأدنى من الاختراقات، والتشخيص، وقابلية التكامل. بالنسبة للعديد من خزانات التبريد في مصانع رقائق السيليكون، يُلبي نظام GWR هذه المعايير. ضع في اعتبارك هندسة الخزان، والعوائق الداخلية، وما إذا كانت هناك حاجة إلى قياسات متعددة المتغيرات.
أين يمكنني الحصول على مساعدة في دمج جهاز إرسال مستوى الرادار الموجه بالموجات في نظام التحكم الخاص بمصنعي؟
للحصول على دعم التكامل، وإرشادات التكوين، وقوائم التحقق من التشغيل، يُرجى التواصل مع فريق هندسة التطبيقات لدى مُورّد جهاز الإرسال. بإمكانهم المساعدة في التحقق من الصدى، والتأريض، ورسم خرائط نظام التحكم الموزع/وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة. بالنسبة لأجهزة قياس الكثافة أو اللزوجة المدمجة المستخدمة مع قياس المستوى، يُرجى التواصل مع شركة Lonnmeter للحصول على تفاصيل المنتج ودعم التطبيقات الخاص بهذه الأجهزة.
ما هي أهم إجراءات التشخيص والصيانة التي يجب مراقبتها في جهاز قياس مستوى النيتروجين السائل؟
راقب قوة الصدى وخصائصه للحصول على إشارات ثابتة ومتكررة. تتبع نسبة الإشارة إلى الضوضاء، ومؤشرات سلامة المجس أو استمراريته، وأي أعطال أو رموز تحذيرية في جهاز الإرسال. استخدم تحليل اتجاهات هذه البيانات التشخيصية لجدولة عمليات الفحص قبل حدوث الأعطال.
كيف يؤثر تقليل عدد الأجهزة باستخدام جهاز إرسال متعدد المتغيرات على التكلفة الإجمالية؟
يُمكن لجهاز قياس مستوى الماء متعدد المتغيرات قياس مستوى السوائل ومتغيرات الواجهة في آنٍ واحد، مما يُغني عن استخدام أجهزة إرسال منفصلة. وهذا يُقلل من مواد التركيب، والثقوب، والأسلاك، والصيانة الدورية. كما يُقلل انخفاض عدد الأجهزة من ثقوب الفراغ ومخاطر التسرب، وهو أمر بالغ الأهمية في خزانات التخزين المبردة المعزولة بالفراغ. والنتيجة النهائية هي انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية مقارنةً باستخدام أجهزة متعددة ذات وظيفة واحدة.
تاريخ النشر: 30 ديسمبر 2025
