این روش از قانون ارشمیدس (نیروی شناوری) برای اندازه گیری سطح استفاده می گردد. طبق قانون ارشمیدس چنانچه جسمی در سیالی غوطه ور گردد، از وزن آن کم می شود، این کاهش وزن برابر با وزن سیال جابجا شده توسط آن جسم است.
به عبارت دیگر هر سیالی به جسمی که در آن قرار گرفته (جزئی یا کامل) نیروی شناوری وارد می‌کند، اندازه نیرو برابر وزن سیال جابجا شده است. این روش یکی از روش های پرکاربرد در صنایع مختلف است.
خرید ترانسمیتر
در این روش اندازه گیری، یک عدد Displacer استوانه ای شکل تو خالی ( که بالا و انتهای آن بسته است) که معمولا در داخل یک chamber است مفروض می باشد.
chamber با دو عدد اتصال فلنجی به مخزن متصل می گردد.
در این نوع طراحی گشتاور حاصل از نیرو تبدیل به یک سیگنال قابل ارسال می گردد.
اساس اندازه گیری بدین صورت است که displacer از انتهای یک بازوی گشتاور (Torque arm) آویزان شده است.
این بازوی گشتاور توسط یک knife edge به Torque tube متصل می گردد.
به کمک جابه جایی کوچک در knife edge می توان دستگاه را کالیبره کرد.
هرگاه وزن displacer در اثر تغییر سطح سیال تغییر نماید ، بازوی گشتاور نیز به سمت بالا یا پایین حرکت خواهد کرد.
ترانسمیتر دما
این تغییر توسط knife edge به یک حرکت چرخشی تبدیل شده و در نتیجه به Torque tube اعمال می گردد. و در نهایت این حرکت چرخشی به سیگنال قابل ارسال تبدیل می گردد.
برای نمایش سیگنال به صورت At grade می توان از Local Indicator نیز استفاده کرد.
از این روش می توان برای اندازه گیری سیالات دو فازی (liquid-liquid) نیز استفاده کرد.
به طور نمونه آب تغییرات وزنی بیشتری روی دیسپلیسر ایجاد می کند نسبت به زمانی که بنزین در chamber باشد، زیرا چگالی آب بیشتر است و وزن دیسپلیسر را بیشتر کاهش خواهد داد.
اتصال آن به مخزن از طریق فلنج با سایز ۲” , ۳۰۰# (as min.) انجام می شود.
در زیر chamber از یک عدد ولو درین (Drain) با سایز ½” و یا ¾” استفاده می شود.
نصب در بیشتر مواقع به صورت Side-side انجام می شود.
روش دیگر نصب Top mounted است و نیازی به Chamber نیست (فلنج بالایی ۴″ در نظر گرفته می شود) توصیه این است که به دلیل وجود تلاطم داخل مخزن از Stilling well استفاده گردد. (مطابق شکل زیر سمت چپ)
فروش ترانسمیتر
برای سرویس هایی که High viscos هستند به دلیل اینکه احتمال clog شدن Displacer وجود دارد و در نتیجه آن کالیبراسیون تحت تاثیر قرار می گیرد و حتی خطای اندازه گیری به وجود می آید، این روش پیشنهاد نمی شود.
هر چند که برای رفع این مشکل می توان از سیستم های Purge و یا Heat tracing بهره جست.
قیمت ترانسمیتر
طول های مختلف Displacer عبارتند از ۱۴″(۳۵۶ mm) -32″(813mm) -48″(1219mm)-60″(1524mm) -72″(1829mm) -84″(2134mm) -96″(2438mm) -108″(2743mm) -120″(3048mm) .
چنانچه کل Displacer در سیال غوطه ور شود سطح دیگر قابل اندازه گیری نیست، پس طول Displacer همواره بایستی کمی بیشتر از سطحی باشد که می خواهیم اندازه گیری کنیم.
متریال Displacer می بایستی متناسب با سیالی باشد که سطح آنرا می خواهیم اندازه گیری کنیم و مینیمم SS316 است.
جنس chamber از carbon steel انتخاب می شود و مانند گذشته Housing material ترنسمیتر را Die cast Aluminum در نظر می گیریم.
چنانچه دما تا ۳۷۰°C باشد از متریال K-monel برای قسمت Torque tube استفاده می گردد و برای دماهای تا ۴۵۵°C متریال از جنس Inconel انتخاب می شود.
کالیبراسیون تجهیز:
همانطور که گفته شد از این روش برای اندازه گیری سیال دو فازی با interface نیز می توان استفاده کرد.
چنانچه سیال تک فازی باشد و رنج اندازه گیری ۳۲” فرض گردد، رابطه زیر را خواهیم داشت:
Water Specific Gravity (SG) = 1
Fluid SG = 0.84
Range = 32”
High level = (0.84 / 1) x 32” = 26.۸۸”
به عبارت دیگر در ارتفاع ۲۶.۸۸” سیگنال ۲۰ mA ارسال می گردد. و chamber خالی نشان دهنده 4mA است.
چنانچه سیال دو فازی باشد و رنج اندازه گیری ۴۸” باشد، در ابتدا chamber از مایع سبک تر به طور کامل پر شده و مقدار zero محاسبه می شود سپس chamber از مایع سنگین پر شده و در این حالت span مشخص می گردد.
Lighter Fluid SG = 0.695
Range = 48”
Low level = (0.695/1) x 48” = 33.۳۶” → Zero: 4 mA
Heavier Fluid SG = 0.896
Range = 48”
Low level = (0.896/1) x 48” = 43” → Span: 20 mA
از مدل های مشهور آن می توان به مدل 144LD شرکت Foxboro-Eckardt و محصولات شرکت Emerson مانند Fisher 249 و Mobrey MLT100 اشاره کرد.
