في عمليات الإنتاج والتصنيع الصناعي، تتميز بعض الخزانات المُقاسة بسهولة التبلور، ودرجة لزوجتها العالية، وقدرتها العالية على التآكل، وسهولة تصلبها. تُستخدم عادةً أجهزة إرسال الضغط التفاضلي أحادية ومزدوجة الشفة في هذه الحالات، مثل: الخزانات، والأبراج، والغلايات، والخزانات في مصانع الكوك؛ وخزانات تخزين السوائل لإنتاج وحدات التبخير، وخزانات تخزين مستوى السائل لمصانع إزالة الكبريت ونزع النتروجين. لكلٍّ من الخزانات أحادية ومزدوجة الشفة تطبيقات متعددة، إلا أنها تختلف عن الخزانات المفتوحة والمغلقة. يمكن أن تكون الخزانات المفتوحة أحادية الشفة خزانات مغلقة، بينما تحتوي الخزانات ثنائية الشفة على خزانات مغلقة أكثر للمستخدمين.
مبدأ عمل جهاز إرسال الضغط أحادي الشفة لقياس مستوى السائل
يقوم جهاز إرسال الضغط ذو الشفة الواحدة بتحويل المستوى عن طريق قياس كثافة الخزان المفتوح، وقياس مستوى الحاويات المفتوحة
عند قياس مستوى السائل في وعاء مفتوح، يُثبَّت جهاز الإرسال أسفل الوعاء لقياس الضغط المقابل لارتفاع مستوى السائل فوقه. كما هو موضح في الشكل 1-1.
يتم توصيل ضغط مستوى السائل في الحاوية بالجانب ذي الضغط العالي من جهاز الإرسال، ويكون الجانب ذو الضغط المنخفض مفتوحًا للغلاف الجوي.
إذا كان أدنى مستوى للسائل في نطاق تغيير مستوى السائل المقاس أعلى من مكان تركيب جهاز الإرسال، فيجب على جهاز الإرسال إجراء انتقال إيجابي.
الشكل 1-1 مثال لقياس السائل في حاوية مفتوحة
ليكن X هو المسافة الرأسية بين أدنى وأعلى مستوى للسائل المراد قياسه، X=3175 مم.
Y هي المسافة الرأسية من منفذ الضغط في جهاز الإرسال إلى أدنى مستوى للسائل، y=635 مم. ρ هي كثافة السائل، ρ=1.
h هو أقصى ضغط رأسي ينتجه عمود السائل X، بوحدة كيلو باسكال.
e هو رأس الضغط الناتج عن عمود السائل Y، بوحدة كيلو باسكال.
1mH2O=9.80665Pa (نفس ما هو موضح أدناه)
يتراوح نطاق القياس من e إلى e+h، لذا: h=X·ρ=3175×1=3175mmH2O=31.14KPa
e=y·ρ=635×1= 635mmH2O= 6.23KPa
أي أن نطاق القياس الخاص بالمرسل هو 6.23 كيلو باسكال～37.37 كيلو باسكال
باختصار، نحن في الواقع نقيس ارتفاع مستوى السائل:
ارتفاع مستوى السائل H=(P1-P0)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
ملحوظة: P0 هو الضغط الجوي الحالي؛
P1 هي قيمة الضغط لقياس جانب الضغط العالي؛
د هو مقدار الهجرة الصفرية.
مبدأ عمل جهاز إرسال الضغط ذو الحافة المزدوجة لقياس مستوى السائل
يقوم جهاز إرسال الضغط ذو الحافة المزدوجة بتحويل المستوى عن طريق قياس كثافة الخزان المختوم: اتصال النبض الجاف
إذا لم يتكثف الغاز فوق سطح السائل، فإن أنبوب التوصيل على جانب الضغط المنخفض لجهاز الإرسال يظل جافًا. تُسمى هذه الحالة وصلة تجريبية جافة. طريقة تحديد مدى قياس جهاز الإرسال هي نفسها طريقة تحديد مستوى السائل في وعاء مفتوح. (انظر الشكل 1-2).
إذا تكثف الغاز على السائل، فسيتراكم السائل تدريجيًا في أنبوب توجيه الضغط على جانب الضغط المنخفض لجهاز الإرسال، مما يُسبب أخطاء في القياس. لتجنب هذا الخطأ، يُملأ أنبوب توجيه الضغط على جانب الضغط المنخفض لجهاز الإرسال مسبقًا بسائل مُحدد. تُسمى هذه الحالة وصلة توجيه الضغط الرطبة.
في الحالة المذكورة أعلاه، يوجد رأس ضغط على جانب الضغط المنخفض للمرسل، لذا يجب إجراء هجرة سلبية (انظر الشكل 1-2)
الشكل 1-2 مثال لقياس السائل في حاوية مغلقة
ليكن X هو المسافة الرأسية بين أدنى وأعلى مستوى سائل مطلوب قياسه، X = 2450 مم. Y هي المسافة الرأسية من منفذ الضغط في جهاز الإرسال إلى أدنى مستوى سائل، Y = 635 مم.
Z هي المسافة من أعلى أنبوب التوجيه بالضغط المملوء بالسائل إلى خط القاعدة للمرسل، Z=3800 مم،
ρ1 هي كثافة السائل، ρ1=1.
ρ2 هي كثافة السائل المملوء للقناة الجانبية ذات الضغط المنخفض، ρ1=1.
h هو أقصى رأس ضغط ينتجه عمود السائل المختبر X، بوحدة كيلو باسكال.
e هو أقصى رأس ضغط ينتجه عمود السائل المختبر Y، بوحدة كيلو باسكال.
s هو رأس الضغط الناتج عن عمود السائل المعبأ Z، بوحدة كيلو باسكال.
يتراوح نطاق القياس من (es) إلى (h+es)، ثم
h=X·ρ1=2540×1 =2540mmH2O =24.9 كيلو باسكال
e=Y·ρ1=635×1=635mmH2O =6.23 كيلو باسكال
s=Z·ρ2=3800×1=3800mmH2O=37.27KPa
لذا: es=6.23-37.27=-31.04KPa
ح + ه － ق = 24.91 + 6.23 － 37.27 = － 6.13 كيلو باسكال
ملحوظة: باختصار، نقوم فعليًا بقياس ارتفاع مستوى السائل: ارتفاع مستوى السائل H=(P1-PX)/(ρ*g)+D/(ρ*g)؛
ملحوظة: PX يستخدم لقياس قيمة الضغط على جانب الضغط المنخفض؛
P1 هي قيمة الضغط لقياس جانب الضغط العالي؛
د هو مقدار الهجرة الصفرية.
احتياطات التثبيت
أهمية تركيب الشفة الفردية
1. عند استخدام جهاز إرسال غشاء العزل ذو الحافة الفردية للخزانات المفتوحة لقياس مستوى السائل في خزانات السوائل المفتوحة، يجب أن يكون الجانب L من واجهة جانب الضغط المنخفض مفتوحًا على الغلاف الجوي.
٢. بالنسبة لخزان السائل المُحكم الغلق، يجب أن يكون أنبوب توجيه الضغط المُستخدم لتوجيه الضغط في خزان السائل مُثبتًا على الجانب L من واجهة الضغط المنخفض. يُحدد هذا الأنبوب الضغط المرجعي للخزان. بالإضافة إلى ذلك، يجب فك صمام التصريف على الجانب L دائمًا لتصريف المُكثف في حجرة الجانب L، وإلا فسيؤدي ذلك إلى أخطاء في قياس مستوى السائل.
٣. يمكن توصيل جهاز الإرسال بتركيب الشفة على جانب الضغط العالي، كما هو موضح في الشكل ١-٣. عادةً ما تكون الشفة على جانب الخزان شفة متحركة، تُثبّت في مكانها، ويمكن لحامها بنقرة واحدة، مما يُسهّل التركيب في الموقع.
الشكل 1-3 مثال لتركيب جهاز إرسال مستوى السائل من النوع ذي الحافة
١) عند قياس مستوى السائل في خزان السوائل، يجب ضبط أدنى مستوى للسائل (نقطة الصفر) على مسافة ٥٠ مم أو أكثر من مركز مانع تسرب الحجاب الحاجز الجانبي عالي الضغط. الشكل ١-٤:
الشكل 1-4 مثال لتركيب خزان السائل
2) قم بتثبيت غشاء الشفة على جانبي الضغط العالي (H) والمنخفض (L) للخزان كما هو موضح على ملصق المرسل والمستشعر.
3) من أجل تقليل تأثير اختلاف درجة الحرارة البيئية، يمكن ربط الأنابيب الشعرية على جانب الضغط العالي معًا وتثبيتها لمنع تأثير الرياح والاهتزاز (يجب لف الأنابيب الشعرية للجزء الطويل جدًا معًا وتثبيتها).
4) أثناء عملية التثبيت، حاول قدر الإمكان عدم تطبيق ضغط القطرات من سائل الختم على مانع التسرب الحجابي.
5) يجب تركيب جسم المرسل على مسافة تزيد عن 600 مم أسفل جزء تركيب ختم الحجاب الحاجز عن بعد ذي الجانب العالي الضغط، بحيث يضاف ضغط السقوط لسائل ختم الشعيرات إلى جسم المرسل قدر الإمكان.
٦) بالطبع، إذا تعذر تركيبه أسفل جزء تركيب مانع تسرب غشاء الشفة بمسافة ٦٠٠ مم أو أكثر بسبب ظروف التركيب المحدودة، أو إذا كان تركيب جسم المرسل ممكنًا فقط فوق جزء تركيب مانع تسرب الشفة لأسباب موضوعية، فيجب أن يتوافق موضع تركيبه مع الصيغة الحسابية التالية.
1) h: الارتفاع بين جزء تركيب ختم الحجاب الحاجز عن بعد وجسم المرسل (مم)؛
① عندما تكون h ≤ 0، يجب تركيب جسم المرسل أعلى h (مم) أسفل جزء تركيب ختم الحجاب الحاجز.
②عندما تكون h>0، يجب تثبيت جسم المرسل أسفل h (مم) فوق جزء تثبيت ختم الحجاب الحاجز.
2) P: الضغط الداخلي لخزان السائل (باسكال مطلق)؛
3) P0: الحد الأدنى للضغط الذي يستخدمه جسم المرسل؛
4) درجة الحرارة المحيطة: -10～50℃.
وقت النشر: ١٥ ديسمبر ٢٠٢١