توضیحات

لول ترانسمیتر دیسپلیسر فیشر مدل 249

 

لول ترانسمیتر دیسپلیسر فیشر مدل 249 یکی دیگر از محصولات برند فیشر است و همانطور که از نام آن پیدا است برای اندازه گیری سطح بکار میرود. در ابتدای توضیحات این محصول به بررسی ترانسمیترهای سطح دیسپلیسر و طرز عملکرد آن ها می پردازیم تا آشنایی بیشتری با این روش اندازه گیری سطح ایجاد شود.

ترانسمیتر سطح دیسپلیسر (Displacer Level Transmitter) چیست؟

ابزارهای سطح دیسپلیسر با بکارگیری اصل ارشمیدس و با اندازه گیری مداوم وزن یک جسم (به نام دیسپلیسر) که در مایع فرآیند غوطه ور است، سطح مایع را اندازه میگیرد.

با افزایش سطح مایع، نیروی بویانسی بیشتری به دیسپلیسر وارد میشود و باعث می‌شود برای ابزار سنجش سبک‌تر به نظر برسد. همانطور که پیداست، در این روش کاهش وزن به عنوان افزایش سطح تفسیر میشود و یک سیگنال خروجی متناسب با آن ارسال میشود.

عملکرد یک ابزار سطح دیسپلیسر معمولاً به شکل زیر است.

 

 

خود دیسپلیسر معمولاً یک لوله فلزی است و این لوله به اندازه ای که نتواند در مایع فرآیند شناور شود، وزن دارد. دیسپلیسر در داخل محفظه ای به نام قفس (cage) که از طریق دو شیر بلاک و نازل به مخزن فرآیند متصل است، آویزان می شود. این دو اتصال تضمین می‌کنند که سطح مایع داخل قفس دقیقاً مانند یک سایت گلس با سطح مایع داخل مخزن فرآیند مطابقت دارد.

 

طرز عملکرد ترانسمیتر سطح دیسپلیسر

همانطور که بیان شد، اگر سطح مایع در داخل مخزن فرآیند افزایش یابد، سطح مایع داخل قفس افزایش می یابد. این امر حجم بیشتری از دیسپلیسر را زیر آب می برد و باعث می شود که نیروی شناوری به سمت بالا بر روی دیسپلیسر اعمال شود.

دیسپلیسر آنقدر سنگین است که نمی‌تواند شناور شود، بنابراین روی سطح مایع قرار نمیگیرد و به اندازه سطح مایع بالا نمی‌آید. بلکه در داخل قفس آویزان می‌شود و با افزایش نیروی شناور، «سبک‌تر» می‌شود.

مکانیزم سنجش وزن، این نیروی شناور را زمانی که متوجه سبک تر شدن دیسپلیسر می شود، تشخیص می دهد و میزان کاهش وزن را به عنوان افزایش سطح مایع تفسیر می کند. وزن ظاهری دیسپلیسر زمانی که به طور کامل در آب فرو می رود، یعنی زمانی که مایع فرآیند در نقطه 100 درصد در داخل قفس قرار دارد، به حداقل می رسد.

لازم است بدانید که سطح مایع نباید بالاتر از دیسپلیسر قرار گیرد و ماکزیمم سطح باید در بالاترین نقطه دیسپلیسر باشد. به عبارت دیگر حد بالای رنج اندازه گیری در دیسپلیسر زمانی است که سطح مایع به بالاترین نقطه آن میرسد.

همچنین لازم به ذکر است که فشار استاتیک در داخل مخزن تأثیر ناچیزی بر دقت ابزار دیسپلیسر خواهد داشت. تنها عاملی که اهمیت دارد چگالی سیال فرآیند است، زیرا نیروی شناوری با چگالی سیال نسبت مستقیم دارد.

 

نکات کالیبراسیون لول ترانسمیتر دیسپلیسر

قفس از طریق دو شیر بلاک به مخزن فرآیند جفت می شود و امکان جداسازی از فرآیند را فراهم می کند. در پایین آن یک شیر تخلیه (Drian) این امکان را ایجاد میکند تا قفس از مایع فرآیند برای سرویس ابزار و کالیبراسیون صفر خالی شود.

برخی از سنسورهای سطح دیسپلیسر، قفس ندارند، بلکه عنصر دیسپلیسر را مستقیماً در مخزن فرآیند آویزان می کنند. به این سنسورهای “بدون قفس” (Cageless) می گویند. ابزارهای بدون قفس البته ساده‌تر از قفس‌دارها هستند، اما نمی‌توان آنها را بدون کاهش فشار (و شاید حتی تخلیه) مخزن فرآیندی، سرویس کرد.

آنها همچنین در صورت به هم زدن مایع داخل مخزن، یا به دلیل سرعت جریان بالا در داخل و خارج مخزن، مستعد خطاهای اندازه گیری و نویز هستند.

کالیبراسیون کامل ممکن است با پرکردن قفس با مایع فرآیند (کالیبراسیون مرطوب)، یا با آویزان کردن دیسپلیسر با ریسمان و مقیاس دقیق (کالیبراسیون خشک)، و کشیدن دیسپلیسر به سمت بالا با مقدار مناسب برای شبیه‌سازی شناوری در سطح 100% مایع انجام شود.

 

تیوب های گشتاور (torque tubes)

یک سوال طراحی جالب برای ترانسمیترهای سطح دیسپلیسر این است که چطور وزن محسوس دیسپلیسر را به مکانیسم ترانسمیتر منتقل کنیم. در حالی که به طور مثبت فشار بخار فرآیند را از همان مکانیسم آب بندی کنیم. متداول ترین راه حل برای این سوال مکانیزم مبتکرانه ای به نام تیوب گشتاور است.

یک میله فلزی یکپارچه، افقی با یک فلنج در یک سر و یک اهرم عمود بر سر دیگر را تصور کنید. فلنج روی یک سطح ثابت نصب می شود و وزنه ای از انتهای اهرم آویزان می شود. یک دایره خط چین نشان می دهد که میله به مرکز فلنج جوش شده است:

 

 

نیروی رو به پایین وزنه که بر روی اهرم وارد می‌شود، نیروی پیچشی (گشتاور) را به میله وارد می‌کند و باعث می‌شود که در طول آن کمی بپیچد. هرچقدر وزن بیشتری در انتهای اهرم آویزان شود، میله بیشتر می پیچد.

تا جایی که گشتاور اعمالی  توسط وزن و اهرم هرگز از حد الاستیک میله تجاوز نکند، میله به عنوان فنر عمل می کند. اگر “ثابت فنر” میله را بدانیم و انحراف پیچشی آن را اندازه گیری کنیم، در واقع می توانیم از این حرکت خفیف برای اندازه گیری بزرگی وزن آویزان در انتهای اهرم استفاده کنیم.

در یک ابزار سطح یک دیسپلیسر جای وزن را در انتهای اهرم می گیرد، انحراف پیچشی میله بیانگر نیروی شناور است. با بالا آمدن مایع، نیروی شناوری بر روی دیسپلیسر افزایش می‌یابد و باعث می‌شود که دیسپلیسر از منظر میله سبک‌تر به نظر برسد. حرکت خفیف میله ناشی از این تغییر وزن ظاهری و بیانگر سطح مایع است.

 

میله داخلی تورک تیوب ها

حالا تصور کنید یک سوراخ بلند از طول میله دریل کنید که تقریباً به انتهای محل اتصال اهرم می رسد. به عبارت دیگر، یک سوراخ کور از وسط میله را تصور کنید که از فلنج شروع می شود و درست به سمت اهرم ختم می شود:

 

 

وجود این سوراخ بلند تغییر زیادی در رفتار مجموعه ایجاد نمی کند، به جز اینکه شاید ثابت فنر میله را تغییر دهد. با میزان فلز جامد کمتر در میله، فنر ضعیف تری وجود خواهد داشت و با وزن اعمالی در انتهای اهرم، میله به میزان بیشتری پیچ می خورد.

این امر دلیل نام گذاری این راه حل را نمایان میکند. چون به‌جای اینکه میله یک «میله پیچشی» باشد، اکنون میله به‌طور صحیح‌تر لوله (تیوب) گشتاور است، که با وزن اعمالی در انتهای اهرم، تا حدی اندکی می‌پیچد.

 

علت بکارگیری میله داخلی

برای اینکه تیوب گشتاور دارای پشتیبانی عمودی باشد تا با وزن اعمالی  به سمت پایین نیافتد، اغلب یک یاتاقان لبه چاقویی در زیر انتهای اهرم قرار می گیرد. هدف از اینکار فراهم کردن پشتیبانی عمودی برای وزن است و یک نقطه محوری تقریباً بدون اصطکاک را تشکیل می دهد. بطوری که اطمینان حاصل می کند تنها تنش اعمالی به لوله گشتاور، از طرف اهرم است.

در نهایت، میله فلزی جامد دیگری (قطر کمی کوچکتر از سوراخ) را تصور کنید که به انتهای سوراخ کور جوش شده و از انتهای فلنج بیرون است:

 

 

هدف این میله با قطر کوچکتر انتقال حرکت چرخشی انتهای متصل به اهرم لوله گشتاور به نقطه ی فلنج است. تصور کنید که فلنج به یک دیوار عمودی متصل است، در حالی که یک وزن متغیر در انتهای اهرم، آنرا به سمت پایین میکشد.

لوله گشتاور در یک حرکت چرخشی با نیروی متغیر خم می شود. اما اکنون می توانیم با تماشای چرخش میله کوچکتر در سمت نزدیک دیوار، میزان پیچش آن را ببینیم. وزن و اهرم ممکن است توسط این دیوار کاملاً از دید ما پنهان باشد. اما حرکت پیچشی میله کوچک نشان می دهد که لوله گشتاور چقدر به نیروی وزنه تسلیم می شود.

این مکانیسم لوله گشتاور را برای اندازه گیری سطح مایع در یک مخزن تحت فشار به کار میرود. این کار با جایگزین کردن وزن با یک دیسپلیسر، اتصال فلنج به نازل جوش شده به مخزن، و تراز کردن یک دستگاه حسگر حرکت با انتهای میله کوچک انجام میشود.

چرخش میله با بالا و پایین رفتن سطح مایع و تغییر وزن ظاهری دیسپلیسر تغییر می کند و باعث می شود که لوله گشتاور کمی پیچ بخورد. سپس این حرکت پیچشی خفیف در انتهای میله کوچک، در محیطی جدا از فشار سیال فرآیند، احساس می شود.

 

 

هدف دیگر بکار گیری تورک تیوب ایزوله کردن سیال از میله اندازه گیری حرکت چرخشی می باشد.

 

اندازه گیری تداخل دو سیال

ابزارهای سطح ترانسمیتر ممکن است برای اندازه گیری تداخل مایع و مایع دقیقاً مانند ابزارهای فشار هیدرواستاتیک بکار روند. یکی از الزامات مهم این است که دیسپلیسر همیشه به طور کامل غوطه ور باشد. اگر این قانون نقض شود، ابزار قادر نخواهد بود بین سطح مایع (کل) و سطح تداخل تمایز قائل شود. این معیار مشابه بکارگیری ابزارهای اختلاف فشار با پایه جبرانی برای اندازه گیری سطوح تداخل مایع-مایع است.

 

محدودیت های بکارگیری لول ترانسمیترهای دیسپلیسر

• اگر دما و/یا چگالی مایع مخزن با مایع موجود در قفس خارجی متفاوت باشد، خواندن سطح از دیسپلیسر می‌تواند نادرست باشد.
• اندازه گیری های غیرقابل اعتماد به دلیل کثیف بودن، کف کردن، رسوب گیری و همچنین سیال متلاطم یا وجود ذرات جامد در سیال (مانند ماسه) ممکن است که اتفاق بیافتد.
• لرزش و خوردگی بر سنجش میزان سطح تأثیر می گذارد.
• دیسپلیسر ها فقط می توانند حدود طول دیسپلیسر را اندازه گیری کنند. اگر سطح از بالای دیسپلیسر بالاتر رود، سطح نمی تواند درست اندازه گیری شود.
• ترانسمیترهای دیسپلیسر می توانند نیازمند تعمیر و نگهداری بیشتری باشند. بسیاری از عیوب به دلیل انباشت سیال روی دیسپلیسر، یخ زدن تیوب گشتاور، شکستن یا جدا شدن آویز دیسپلیسر، خرابی در حرکت زاویه ای آشکارساز الکترونیکی، گیرکردن دیسپلیسر و تغییر جرم دیسپلیسر به دلیل خوردگی است.
• برای از بین بردن اثرات مایع متلاطم روی دیسپلیسر ممکن است به ویژگی های اضافی نیاز باشد.
• کالیبراسیون ترانسمیترهای دیسپلیسر می‌تواند بسیار دشوارتر باشد، به خصوص اگر برای سنجش میزان تداخل بکار رود.
• برای برداشتن دیسپلیسر از یک مخزن ممکن است نیاز به اسباب خاصی باشد.

 

کاربردهای لول ترانسمیترهای دیسپلیسر

• ترانسمیترهای دیسپلیسر را می توان در طیف وسیعی از دما و فشار بکار گرفت.
• ترانسمیترهای دیسپلیسر برای سنجش سطح تداخل مناسب هستند. اگر وزن‌های مخصوص دو سیال به طور قابل توجهی متفاوت باشند و تغییر وزن مخصوص به دلیل ترکیب یا دما نتواند بر روی خواندن تأثیر بگذارد.
• تفاوت بین وزن های مخصوص باید بیشتر از 0.1 باشد.
• ابزارهای سطح دیسپلیسر نباید در سرویس های به شدت متلاطم، کثیف، کف، رسوب گیری یا در صورت وجود ذرات جامد در سیال (مانند ماسه) بکار روند. این شرایط منجر به اندازه گیری های غیر قابل اعتماد از ابزارهای سطح دیسپلیسر می شود.
• ابزارهای سطح دیسپلیسر نباید برای تداخل های مایع و مایع در جایی که احتمال تشکیل امولسیون وجود دارد بکار رود.
• ابزارهای سطح دیسپلیسر نباید در سرویس‌های مایع-مایع یا مایع-گاز که در آن وزن مخصوص سیال بالا یا پایین ثابت نیست بکار رود.
• ترانسمیتر های دیسپلیسر را می توان برای اندازه گیری چگالی نیز بکار برد. اگر دیسپلیسر به طور دائم و کامل در یک سیال منفرد غوطه ور باشد.

 

مشخصات لول ترانسمیتر دیسپلیسر فیشر مدل 249

در این قسمت مشخصات فنی لول ترانسمیتر دیسپلیسر فیشر مدل 249 بررسی میشود. به این ترتیب مثالی هم از این نوع ترانسمیترها در این مقاله موجود باشد تا جامعیت مطالب بیشتر شود.

این لول ترانسمیترها تحت عنوان سری قفس دار و بدون قفس تقسیم بندی میشوند. مدل های قفس دار آن ها 249، 249B، 249BF، 249C، 249k و 249L هستند. سری بدون قفس آن ها دارای مدل های 249P، 249BP، 249CP و 249VS است.

 

تاییدیه های این سری

PED for 249BF type only

 

تشخیص عیب (Diagnostics)

ندارد

 

دمای عملکردی

پایین، استاندارد، بالا (71+ ~ 40- درجه سانتی گراد)

 

طول های دیسپلیسر

دیسپلیسرهای این مدل در اندازه های مختلفی موجود هستند و براساس آن بازه اندازه گیری آن ها تغییر میکند. در این سری، از طول 14 تا 3048 موجود است.

 

کنترل کننده های 2500 برای اندازه گیری نیروی پویانسی در این تجهیزات بکار میرود.

 

تجهیز صنعت یکی از برترین وارد کنندگان و تامین کنندگان انواع تجهیزات اندازه گیری سطح از تمامی برندهای معتبر میباشد. لطفا برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.