لول گیج

لول گیج (Level Gauge) یا نمایشگر سطح، یکی از پرکاربردترین و ساده ترین تجهیزات مکانیکی اندازه گیری سطح محسوب می شود که جهت نمایش محلی و اندازه گیری سطح یا ارتفاع مایعات داخل مخازن مورد استفاده قرار می گیرد.

این تجهیزات از یک بدنه مدرج از به پایین و بالا تشکیل می شوند که جهت نظارت و کنترل سطح سیال به مخازن نصب می شوند همچنین آنها هیچ گونه سیگنالی ارسال نمی کنند. لول گیج ها به عنوان نشانگر مستقیم سطح سیال معمولاً در کاربردهای صنعتی برای نظارت بر سطح سیال در درام ها، مخازن، مخازن تحت فشار و سایر کاربردهای مشابه استفاده می شوند.

نمایشگرهای سطح مزایای بسیاری از جمله تحمل فشار، دما، ارتعاشات بالا در شرایط سخت و مقرون به صرفه بودن را دارند.  لول گیج ها به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند و بدون ایجاد اختلال در سیستم تعمیر می شوند. در ادامه در این نوشته هدف آشنایی و معرفی انواع، ویژگی ها، عملکرد، نکات نصب، دلایل استفاده و پارامترهای مهم خرید لول گیج است.

انواع لول گیج

گیج سطح یا لول گیج یک روش مستقیم جهت مشاهده و اندازه گیری سطح است و با توجه به نوع کاربرد در انواع مختلفی به شرح زیر تولید می شود:

• 1. لول گیج مغناطیسی (Magnetic level gauge)
• 2. لول گیج لوله ای (Tubular)
• 3. لول گیج رفلکسی (Reflex)
• 4. لول گیج ترانسپرنت (Transparent)

لول گیج مغناطیسی 

گیج های سطح مغناطیسی (Magnetic level gauge) به طور گسترده ای برای اندازه گیری سطح سیالات با ویسکوزیته بالا در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. این تجهیزات با یک لوله استوانه ای طراحی می شوند که از ناحیه نازلهای مربوطه کنار مخازن به صورت عمودی نصب می شوند.

گیج های مغناطیسی برای امنیت پیشگیرانه در برابر نشتی، ایمنی، کاربردی مطمئن و بدون مشکل با سیالات خورنده شیمیایی، آلاینده، مضر یا سمی، قابل اشتعال یا انفجاری استفاده می شوند. با سیال فرآیندی سمی و خطرناک در مواقعی که احتمال شکستگی شیشه (Failure Glass) وجود دارد به کار می روند. همچنین سطح سیالاتی که در نقطه جوش قرار دارند و دارای تلاطم می باشند نیز با این روش اندازه گیری می شود

علاوه بر این اگر سیال با ویسکوزیته بالا مانند قیر باشد به مرور زمان شیشه گیج سطح ماسیده و آسیب می بیند در نهایت سطح سیال به درستی درون شیشه مشاهده نمی شود. این تجهیزات برای کاربردهای مختلف تا طولهای 10 متر نیز ساخته می شوند زیرا قسمت شکننده ندارند.

ویژگی های لول گیج مغناطیسی

تعامل بین آهنربای شناور در داخل محفظه و نوارمغناطیسی در خارج از محفظه اطلاعات سطح را تقریباً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری ارائه می دهد. این نوع لول گیج نیز نیازی به منبع تغذیه ندارد و برای کاربردهای مختلف در صنایع ایده آل می باشد.

تمام سطح سنج های مغناطیسی دارای یک شناور (Floater) هستند. این شناور به طور استاندارد از جنس استنلس استیل (فولاد ضد زنگ) تولید می شود اما با متریال مرغوب تری مانند هستلوی و تیتانیوم نیز در دسترس است.

فلوتر باید نیروی شناوری کافی داشته باشد و آهنربا باید در موقعیت مناسب در داخل شناور نصب شود. بنابراین همیشه مهم است شناوری را انتخاب کنید که متناسب با شرایط فرآیندی باشد.

جهت انتخاب فلوتر یا شناور مناسب باید نوع سیال، دانسیته، دما و فشار فرآیندی در نظر گرفته شود. شناور داخل یک لول سوئیچ مغناطیسی را می توان با یک آهنربای (360 درجه) و یک نوار مغناطیسی نصب کرد. همه ی شناورها به طور استاندارد مجهز به آهنربای توریودال (Torriodal) می باشند.

جهت ارتقا کنترل سطح مخازن میتوان همراه با این گیج های مغناطیسی از ترانسمیتر یا سوئیچ های سطح استفاده کرد. ترانسمیترهای سطح پس از اندازه گیری سطح سیال سیگنال استاندارد از 4 تا 20 میلی آمپر به سیستم های PLC یا مانیتورینگ ارسال می کنند.

عملکرد گیج های مغناطیسی سطح

پس از نصب گیج مغناطیسی کنار مخزن، سیال از طریق نازل پایین به داخل لوله استوانه ای هدایت می شود. درون محفظه (Chamber) یک شناور دارای آهنربای دائمی قرار دارد.

این شناور روی سطح سیال قرار گرفته و با افزایش یا کاهش سطح سیال، شناور نیز جابه جا می شود. همانطور که شناور(Floater) به سمت بالا یا پایین حرکت می کند، آهنربای  فلوتر مجموعه ای از فلپهای مغناطیسی دو رنگ را  در نوار مغناطیسی می چرخاند و نشانگرهای بصری نصب شده در خارج از محفظه را از یک رنگ به رنگ دیگر تغییر می دهد. در نهایت سطح مایع درون مخازن نشان داده می شود.

محفظه کاملا آب بندی شده و بنابراین شناور تنها بخشی است که با سیال ارتباط دارد. در طرف دیگر محفظه ستونی از غلطک های مغناطیسی وجود دارد که یک طرف آن به طور مثال به رنگ سفید و طرف دیگر به رنگ قرمز است.

 

لول گیج لوله ای

یکی از ساده ترین انواع سایت گلاس لول گیج تیوبلار Tubular است که از یک لوله استوانه ای شیشه ای یا پلاستیکی و محافظی اطراف آن به نام Mica shield برای جلوگیری از شکسته شدن شیشه طراحی می شود. گیج های Tubular برای کاربرد در فشار یک اتمسفر (جو) با حداکثر دمای 94 درجه سانتی گراد و بیشترین طول لوله تا 750  میلی متر مناسب می باشند.

لول گیج رفلکسی 

اصل کار گیج های سطح شیشه رفلکسی (Reflex) بر اساس قوانین شکست و بازتاب نور است و برای سیالات روشن و شفاف مورد استفاده قرار می گیرد. این لول گیج ها به عنوان یک روش نسبتا ارزان اندازه گیری سطح در سراسر فرآیندهای صنایع نفت و گاز یافت می شوند.

برعکس انواع Tubular که در فشارهای پایین مورد استفاده قرار می گیرند. رفلکسی ها برای کاربرد در شرایط سخت فرآیندی (دما و فشار بالا) گزینه مناسبی می باشند.

شیشه درون استوانه فلزی با پیچ و مهره محکم به بدنه متصل می شود و استوانه سایت گلاس رفلکسی توسط نازلها کنار مخزن نصب می شود. گیج های سطح رفلکسی نیازی به نور خاصی ندارند و نور روز برای دیدن سطح سیال کافی است.

شیشه این مدل از بیرون صاف است اما دارای شیارهای مثلثی شکل بر روی وجه داخلی می باشد. برای جلوگیری از شکست نور و رویت میزان دقیق سیال شیشه ها را منشوری می سازند.

ویژگی های لول گیج رفلکسی

جنس شیشه سایت گلاس رفلکسی معمولاً از شیشه بوروسیلیکات و شیشه آلومینوسیلیکات است. این مدل سایت گلاس استحکام مکانیکی و مقاومت بالایی در برابر ویژگی های قلیایی و اسیدی سیال دارد. گیج رفلکسی دارای شیارهایی است که می تواند سطح را واضح تر و راحت تر نمایش دهد.

لول گیج های رفلکسی برای اندازه‌ گیری سطح سیال در صنایع نفت و گاز، شیمیایی، پتروشیمی، آب و فاضلاب و صنایع دیگر استفاده می ‌شوند. این تجهیز به دلیل ساختار ساده، دقت قابل قبول، قابلیت مشاهده آسان و مقاومت در برابر عوامل محیطی مورد توجه قرار می‌ گیرند.

لول گیج ترانسپرنت 

لول گیج های ترانسپرنت (Transparent) جهت کنترل سطح در سیالات کدر و تیره به کار می روند. این گیج از لحاظ شکل ظاهری مشابه مدل رفلکسی Reflex می باشد و تنها تفاوت آنها در ساختار داخلی است.

این تجهیز با دو صفحه شیشه ای شفاف طراحی می شود که سیال بین آنها قرار می گیرد. برای جلوگیری از شکست نور از دو عدد شیشه استفاده می شود. برای محافظت از سطوح شیشه ای در برابر خورندگی سیالات فرآیندی، این گیج ها را می توان با محافظ های Mica shield نصب کرد.

ویژگی های لول گیج ترانسپرنت

لول گیج های ترانسپرنت برای کاربرد در دماهای بالا و سیالات خورنده ایده آل می باشند. جهت کاربرد این مدل گیج در شب باید از یک illuminator با حداقل توان 40 وات و منبع تغذیه 220 ولت استفاده شود در غیر این صورت سطح سیال در شب دیده نمی شود.

محافظ Mica shield به طور گسترده ای در گیج های سطح برای محافظت از سطح شیشه در برابر اثرات خوردگی محلول های قلیایی یا اسیدی داغ استفاده می شود. همچنین محافظ های میکا معمولاً در کاربردهای بخار آب برای جلوگیری از آسیب و خرابی شیشه ها به کار می روند.

 

استند پایپ چیست و کاربرد Stand Pipe

Stand Pipe جهت نصب چندین لول گیج یا تجهیز روی مخزن به کار می رود. روی این لوله ها با ضخامت 2 اینچ حداکثر سه گیج و برای ضخامت 3 اینچ حداکثر پنج  عدد نصب می شود.

طول آن حداکثر 2 متر است این محدودیت به دلیل سنگین شدن لول گیجها (LG) و شکستگی شیشه آن می باشد. همچنین در نظر داشته باشید که یک گیج سطح دو متری تقریبا 70 کیلو وزن دارد.

برای مخازن با ارتفاع بیش از 2 متر باید چندین لول گیج  به کار رود به همین منظور از Stand Pipe استفاده می شود. توجه داشته باشید که بین هر دو گیج حداقل 50 میلی متر همپوشانی الزامی است. Stand  Pipe باید دارای دو شیر Vent و Drain جهت جداسازی و تخلیه سیال باشد.

دلایل استفاده از لول گیج

“گیج سطح“ یکی از تجهیزات پرمصرف و محبوب است که در صنایع مختلف برای نظارت و اندازه گیری سطح مایعات در مخازن به کار می رود. در ادامه دلایل استفاده از این تجهیز را نام برده ایم:

• کنترل فرآیند: گیج‌های سطح به حفظ سطوح بهینه مایعات در مخازن کمک می‌کنند و از اجرای کارآمد فرآیندها اطمینان می‌ دهند. 
• ایمنی: نظارت بر سطح مایع برای ایمنی در صنایعی که پر شدن بیش از حد یا کم‌پر شدن مخازن می‌تواند منجر به موقعیت‌ های خطرناک شود حیاتی است. گیج های سطح به جلوگیری از نشت، نشت و سایر خطرات ایمنی مرتبط با سطوح نادرست مایع کمک می کنند.
• جلوگیری از آسیب تجهیزات: حفظ سطح مناسب مایعات برای جلوگیری از آسیب به پمپ ها، شیرها و سایر تجهیزاتی که به عرضه مداوم مایعات متکی هستند، ضروری است. سطح سنج ها به جلوگیری از خرابی تجهیزات به دلیل سطح مایع ناکافی یا اضافی کمک می کند.
• بهینه‌سازی فرآیند: با ارائه داده‌های دقیق و بی‌درنگ در سطوح مایع سطح سنج‌ها با اطمینان از پر شدن یا خالی شدن مخازن در زمان‌های مناسب، به بهینه‌سازی فرآیندها کمک می‌کنند. این می تواند منجر به افزایش کارایی شود.
• راندمان و صرفه جویی در هزینه: با اطمینان از سطوح دقیق مایعات در مخازن، گیج های سطح به بهبود بازده عملیاتی، کاهش ضایعات و به حداقل رساندن هزینه ها کمک می کنند.

نصب لول گیج 

لول گیج یکی از رایج ترین روش های اندازه گیری سطح است که مطابق با قوانین فیزیک (قاعده ظروف مرتبط) مستقیما سطح سیالات را نمایش می دهد. به عبارت بهتر اگر دو نقطه از مخزن (بالا و پایین) را توسط نازل به لوله شیشه ای ( گیج) متصل کنید مطابق با قانون ظروف مرتبط سطح سیال در لوله شیشه ای با سطح سیال در مخزن برابر خواهد بود.

با توجه به اینکه خطر شکستن لوله شیشه ای در فشارهای بالا وجود دارد از یک لوله فلزی استفاده می شود که وسط آن شیشه مقاوم به کار رفته است. این تجهیزات برای اندازه گیری سطح همانند مانومتر برای اندازه گیری فشار عمل می کنند.

سایز اتصالات لول گیج روی کناره مخزن 1 یا 2 اینچ میتواند باشد و معمولا به صورت فلنجی با حداقل ریتینگ 300 پوند خواهد بود. همچنین دو عدد شیر ایزوله روی نازلهای مخزن نصب می شود تا سایت گلاس به راحتی روی فلنج های آن قرار گیرد.  سطوح مختلف مخازن که توسط واحد فرآیند مشخص می گردد عبارتند از:

1. سطح (LL) مخزن حدود 15 تا 20 درصد پر است.
2. سطح (L) مخزن حدود 25 درصد پر است.
3. سطح (H) مخزن حدود 75 درصد پر است.
4. سطح (HH) مخزن حدود 90 درصد پر است.(توجه داشته باشید با توجه به الزامات ایمنی هرگز مخازن 100 درصد پر نمی شوند.)

نازلهای لول گیج باید به گونه ای نصب شوند که نسبت به سطح (LL) حداقل 150 میلی متر پایینتر و نسبت به سطح HH حداقل 150 میلی متر بالاتر باشند. گیج های سطح مغناطیسی به پنج روش مطابق شکل زیر از بالا (Top-Mounted)، کنار (side-side)، کنار-پایین (side-bottom)، بالا-کنار (top-side) و بالا پایین (top-bottom) نصب می شوند.

کاربرد شیر Vent و Drain

جهت جداسازی سایت گلاس برای تعمیرات دو شیر Vent و Drain در سایزهای 1/2 و 3/4  اینچ در نظر گرفته شده است. به عبارت دیگر شیر تخلیه drain که جهت تخلیه سیال از گیج سطح تعبیه شده الزامی می باشد.

از شیر Vent جهت یکسان سازی فشار در دو سر لول-گیج استفاده می شود تا سیال به راحتی خارج شود. در برخی از موارد به جای استفاده از شیر Vent میتوانید برای هوادهی از یک پلاگ یا پیچ استفاده کنید تا سیال از شیر Drain خارج شود.

جهت قراردادن سایت گلاس یا لول گیج  ابتدا شیر Drain بسته و شیر Vent را باز کنید. در گام بعدی شیرهای ایزوله را باز کرده تا سیال  وارد آن شود. در نهایت پس از ورود سیال به گیج شیر Vent را ببندید. اندازه گیری سطح سیالات ترکیبی 2 فاز با استفاده از گیج سطح امکان پذیر نیست. 

پارامترهای مهم در خرید لول گیج

هنگام خرید و انتخاب گیج سطح مناسب پارامترهای متعددی باید در نظر گرفته شود. مهمترین پارامترهای خرید گیج سطح در موارد زیر ذکر می شود:

نوع گیج سطح

انواع مختلفی از سطح سنج ها برای اندازه گیری سطح مایعات در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. انتخاب نوع سطح سنج به عواملی مانند ماهیت سیال مورد اندازه گیری، شرایط  فرآیندی، دقت و قابلیت اطمینان مورد نیاز بستگی دارد.

سطح سنج های گیجی در انواع مختلفی نظیر لول گیج لوله ای (Tubular)، رفلکسی (Reflex)،  ترانسپرنت (Transparent)، و نوع مغناطیسی (Magnetic) با توجه به نوع کاربری طراحی می شوند.

هر کدام از این مدلها دارای ویژگی ها و قابلیت هایی متناسب با نوع سیال فرآیندی و ساختار داخلی می باشند که باید با توجه به شرایط پروژه انتخاب شوند. توجه داشته باشید که قابلیت عملکرد در شرایط سخت فرآیندی و طول گیج سطح بر قیمت آن تاثیرگذار است.

سایز اتصالات لول گیج

این تجهیزات مطابق با استانداردهای ASME و DIN تولید می شوند. در نظر داشته باشید که در طراحی ASME سایزها بر اساس اینچ IN بیان می شود.

 لول گیج ها به صورت فلنجی با سایزهای مختلف در اطراف مخازن از محل فلنج های اتصال بر روی فلنج های مقابل نصب می شوند. همچنین بر اساس Spec پروژه به صورت دنده ای نیز تولید می شوند. یکی دیگر از نکات مهمی که هنگام خرید گیج سطح باید دقت شود، فاصله مرکز تا مرکز نازلهای اتصال به مخزن (Center to Center Connection Distance) است.

محدوده اندازه گیری لول گیج

محدوده اندازه گیری لول گیج یکی از مهمترین مشخصاتی است که هنگام انتخاب و خرید باید بررسی شود. رنج  اندازه گیری به محدوده سطوح مایع یا مواد اشاره دارد که می تواند با دقت توسط گیج اندازه گیری شود. این محدوده نشان دهنده حداقل و حداکثر سطوحی است که گیج قادر به تشخیص یا اندازه گیری آن است.

محدوده اندازه گیری معمولاً توسط سازنده تجهیز مشخص می شود و با توجه به نوع و طراحی گیج می تواند متفاوت باشد. برخی از لول گیج‌ ها  که محدوده اندازه ‌گیری گسترده ‌تری را پوشش می دهند از قیمت بالاتری نیز برخوردار هستند.

برای انتخاب مناسب ‌ترین گیج سطح برای کاربردهای مختلف بهتر است مشخصات فنی و دستورالعمل ‌های سازنده را مورد بررسی قرار دهید و با توجه به نیازهای خود محدوده اندازه‌ گیری را انتخاب نمایید.

دما و فشار فرآیندی

لول گیج ها برای شرایط فرآیندی متفاوتی تولید می شوند و مقاومت فشار لول گیج به دلیل احتمال شکستگی یا نشت شیشه محدود است. در نظر گرفتن این عوامل هنگام انتخاب سطح سنج گیجی برای اطمینان از مناسب بودن جهت کاربرد خاص بسیار مهم است.

دما و فشار فرآیندی حداکثر مقادیر دما و فشار می باشند که گیج سطح بدون کاهش دقت و آسیب به گیج میتواند به درستی سطح سیالات را اندازه گیری کند.

دما و فشار فرآیندی مهمترین فاکتور در خرید لول گیج می باشد. زیرا تجهیز در این بازه عملکرد مناسبی دارد و طبیعتا لول گیجهایی که برای دما و فشارهای بالا استفاده می شوند از قیمت بالاتری برخوردار هستند.

نوع سیال فرآیندی

لول گیج ها برای طیف وسیعی از سیالات مورد استفاده قرار می گیرند. بر اساس نوع سیال، دما و فشار فرآیندی متریال  مناسب انتخاب می شود.

هنگام خرید، باید به سمی و خطرناک بودن، چگالی همچنین شفاف و کدر بودن سیال توجه شود. سیالات مختلف خواص متفاوتی دارند که می تواند در انتخاب لول گیج تأثیر بگذارد. به عنوان مثال هنگام خرید نوع مغناطیسی باید توجه شود که چگالی فلوتر به دلیل شناوری از چگالی سیال کمتر باشد تا درون سیال فرو نرود.

متریال لول گیج

سطح سنج های گیجی از متریال مختلفی مانند تیتانیوم، استنلس استیل (304 و 316)، پلی پروپیلن،  UPVC و غیره تولید می شوند. در نظر داشته باشید برای کاربرد در شرایط سخت فرآیندی نظیر دما و فشار بالا همچنین سیالات خورنده از متریال مرغوب و با کیفیت در ساخت لول گیج استفاده می شود.

لول گیج ها از اجزای مختلفی مانند شیشه، محفظه و غیره تشکیل می شوند. جنس آنها تعیین کننده کیفیت و طول عمر این تجهیزات می باشد. جنس آن می ‌تواند بستگی به نوع سیال، شرایط فرآیندی و نیازهای فنی دیگر متفاوت باشد.

درجه نفوذ بدنه IP

درجه نفوذ بدنه به عنوان IP (Ingress Protection) یک استاندارد بین‌ المللی است که برای ارزیابی و تعیین سطح محافظتی بدنه دستگاه‌ ها در برابر ورود مواد غیرمجاز مانند گرد و غبار، آب، رطوبت و موارد دیگر استفاده می ‌شود. استاندارد IP با دو رقم عددی به عنوان مثال IP65 یا IP68 نمایش داده می ‌شود.

به طور خلاصه درجه نفوذ بدنه IP با استفاده از دو رقم عددی نشان می ‌دهد.  هر کدام نشان دهنده سطح محافظت در برابر گرد و غبار و آب و رطوبت است. انتخاب درجه IP لول گیج متناسب با نیازها و محیط کاری می باشد و باید با توجه به شرایط مورد استفاده مشخص شود. توجه داشته باشید که تجهیز با درجه حفاظت بالاتر قیمت بالاتری نیز دارد.

قیمت لول گیج نیز تحت تاثیر عوامل فوق قرار می گیرد. از برندهای مطرح تولید کننده گیج سطح میتوان به عیوض تکنیک، ویکا، هادرو، سیمر ایتالیا SIMER و غیره اشاره کرد.

قیمت و فروش لول گیج

تجهیز صنعت بزرگترین و برترین تامین کننده انواع تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی در کشور است. این فروگشاه بزرگ جهت افزایش سطح کیفی صنایع و نمایش سطح سیالات انواع لول گیج از برندهای معنبر را با بهترین کیفیت و قیمت مناسب به فروش می رساند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید و استعلام قیمت لول گیج با کارشناسان فنی و فروش ما تماس بگیرید.