מאמרים

על שיטות ומכשירים למדידת גובה פני נוזל במיכל

לא פעם אנו נתקלים בחוסר וודאות של כמות הנוזל במכל הצבירה  ברגע נתון כלשהו. חוסר הידיעה ואי הודאות של כמות הנוזל במכל יוצרת בעיה בתזמון המילוי או הורקת המיכל. בתעשייה קיימים מכלים שונים המכילים נוזלים מגוונים כגון מים, שמנים, דלקים, ונוזלים שונים.

קיימות מספר שיטות ומכשירים למדידה וחיווי כמות גובה פני נוזל במכל:
חוק הכלים השלובים
דרך פשוטה ויעילה למדידת גובה פני נוזל, בעזרת צינורית שקופה חיצונית בה ניתן לראות גובה פני הנוזל במכל בהסתמך על חוק הכלים השלובים.
יתרונות:

מדידת גובה פני נוזל במיכל

• פשוט וזול ובתנאי שהמכל נבנה מראש עם שני חיבורים בדופן (עליון ותחתון ) – שיטה זו נפוצה מאוד במכלי סולר קטנים בייתים להסקה.

• מדידה רציפה ונכונה לגובה פני הנוזל בכל רגע נתון.
חסרונות:
• מצריך שינוי גדול במבנה המכל אם הוא לא ניבנה כך מראש- יש צורך לרוקן אותו לצורך שינוי זה ולהפסיד זמן שימוש בו. כמו כן עלות השינוי יקרה.
• לרוב צינוריות אלו העשויות מסוגי גומי שונים שקופים, הופכים לעכורים עם הזמן מה שמקשה לראות את קו גובה הנוזל. במידה והצינורית מזכוכית, קיימת סכנת שבירה.
• לא ניתן לחיווי מרחוק אלא לקריאה מקומית בלבד.
• במכלים גליליים אופקיים לא ניתן יהיה להקיש בצורה ליניארית את כמות הנוזל אלא לדעת גובה פני הנוזל בלבד.

מכשיר מדידה מסוג מד גובה מכאני
מדידה בעזרת מד גובה מכני המבוסס על מצוף המחובר בעזרת חוט למנגנון מכאני המושך מחוג בשעון מדידה.מפסק גובה דיאפרגמה

יתרונות:
• פשוט וזול.
• התקנה הניתנת ליישום כמעט בכל מכל (מתאים לגובה פני נוזל של עד 250 ס"מ).
• אין צורך בשינוי מהותי במכל (למעט פתח עליון בקוטר "1/2-1 להברגת המד בו)

• מנגנון מכאני ואמין.
חסרונות:
• לא ניתן לחיווי מרחוק אלא לקריאה מקומית בלבד.
• חיווי כללי ברמת דיוק ורזולוציה נמוכה יחסית.
• במכלים גליליים אופקיים לא ניתן יהיה להקיש בצורה ליניארית את כמות הנוזל אלא לדעת גובה פני הנוזל בלבד.
• מוגבל למדידה של עד 250 ס"מ פני נוזל.

מכשיר מדידה מסוג מד לחץ הפרשי
מדידת לחץ הפרשי בין תחתית המכל לחלקו העליון.
בשיטה זו מוחדר צינור לתחתית המכל ונמדד (ע"י מד לחץ הפרשי) הפרש מד לחץ הפרשיהלחצים בין תחתית המכל (שעליו מופעל לחץ הכבידה של הנוזל שבמיכל כפונקציה של גובה פני הנוזל, לבין החלק העליון שהוא האוויר האטמוספרי הפתוח).

יתרונות:

מד לחץ הפרשי

• פשוט וזול.
• התקנה הניתנת ליישום כמעט בכל מכל.
• אין צורך בשינוי מהותי במכל (למעט החדרת צינור לתחתית המכל)
• מנגנון מכאני ואמין.
• לשיטה זו ניתן לשלב מד לחץ הפרשי הכולל משדר לחץ המשדר אות של זרמים שבין 4 ל –20 mA לקבלת חיווי מרחוק.

חסרונות:
• לא ניתן לחיווי מרחוק אלא לקריאה מקומית בלבד. (למעט במקרים בהם משולב במד הלחץ משדר).
• במכלים גליליים אופקיים לא ניתן יהיה להקיש בצורה ליניארית את כמות הנוזל אלא לדעת גובה פני הנוזל בלבד.

 

משדר גובה טבול
בדומה למד לחץ הפרשי, מתמר זה הינו חיישן בצורת "סיגר" המחובר לכבל תקשורת.
אותו חיישן טבול בתוך הנוזל בתחתית המכל כאשר הוא מודד ומשדר את הלחץ בתחתית שעליה מופעל לחץ הכבידה של הנוזל הנמצא במכל, כפונקציה של גובה פני הנוזל. הכבל היוצא ממנו מחובר לבקר הקורא את האות המשודר ע"י אותו חישן באופן רציף. (אות יציאה חשמלי mA 20 –4 או V10-0 )משדר גובה טבול
את המשדר הזה יש לכייל מראש בעת היצור על פי משקל הסגולי של הנוזל וגובה הנוזל המקסימלי כך שמקסימום פני הנוזל יהווה אות של 20mA או V10 ומצב ריק יהווה אות של 4mA או V0 .
בשיטה זו ניתן יהיה לראות בכל זמן נתון את גובה פני הנוזל שמומר מלחץ לאות חשמלי המזין מחשב דרך בקר
הממיר ע"פ תכנות מראש את כמות הנוזל.

במכלים גלילים אופקיים ניתן לדעת כמות ע"י חישוב קוטר הגליל ועדכונו בתוכנה בנוסחה מתאימה.
יתרונות:
• פשוט להתקנה ויישום.
• התקנה הניתנת ליישום כמעט בכל מכל .
• אין צורך בשינוי כלשהו במכל קיים.
• מנגנון אמין ומדויק.
• חיווי מרחוק.
חסרונות:
• לא ניתן לקריאה מקומית אלא לחיווי מרחוק בלבד.
• חובה להגדיר מראש את גובה הנוזל המקסימלי, משקל סגולי ואורך כבל נדרש בעת ההזמנה- לכיול וליצור מיוחד.
• כרוך בשימוש בבקר.

משדר / מתמר לחץמתמר - משדר לחץ קופמקטי
התקנת משדר / מתמר לחץ (טווח לחץ נמוך בהתאם למקס' גובה) בתחתית המכל ותשדורת האות של שינוי לחץ בתחתית המכל.
בשימוש בדרך זו יש לדאוג ל"מופה" להברגה בתחתית המכל.
תפקוד משדר זה הינו זהה לתפקוד המשדר הטבול.
יתרונות:
• פשוט ליישום.
• התקנה הניתנת ליישום כמעט בכל מכל
• מנגנון אמין ומדויק.

• חיווי מרחוק.
חסרונות:
לא ניתן לקריאה מקומית אלא לחיווי מרחוק בלבד.
• כרוך בשימוש בבקר.
יש צורך בשינוי פיזי במיכל קיים (הוספת חיבור תחתי במכל)

רוצה לדעת עוד על מכשירי מדידה ובקרה ?
כותב המאמר – זוהר אסא, מנהל תחום מכשירי מדידה ובקרה.

מתלבט או זקוק לסיוע טכני בהתאמת מדי – מפסקי גובה? אנחנו כאן. נשמח לעמוד לשירותך.