Trong quá trình sản xuất và chế tạo công nghiệp, một số bồn chứa dễ kết tinh, độ nhớt cao, ăn mòn cực mạnh và dễ đông đặc. Cảm biến áp suất vi sai mặt bích đơn và đôi thường được sử dụng trong những trường hợp này. Chẳng hạn như: bồn chứa, tháp, nồi nấu và bồn chứa trong các nhà máy cốc hóa; bồn chứa chất lỏng dùng cho sản xuất các cụm thiết bị bay hơi, bồn chứa mức chất lỏng dùng cho các nhà máy khử lưu huỳnh và khử nitơ. Cả hai loại bồn chứa mặt bích đơn và đôi đều có nhiều ứng dụng, nhưng chúng khác với sự khác biệt giữa bồn hở và bồn kín. Bồn hở mặt bích đơn có thể là bồn kín, trong khi bồn kín mặt bích đôi có nhiều bồn kín hơn cho người sử dụng.
Nguyên lý của cảm biến áp suất mặt bích đơn đo mức chất lỏng
Máy phát áp suất mặt bích đơn thực hiện chuyển đổi mức bằng cách đo mật độ của bể mở, Đo mức của các thùng chứa mở
Khi đo mức chất lỏng của một thùng chứa mở, bộ truyền tín hiệu được lắp đặt gần đáy thùng chứa để đo áp suất tương ứng với chiều cao của mức chất lỏng phía trên. Như minh họa trong Hình 1-1.
Áp suất của mức chất lỏng trong bình chứa được kết nối với phía áp suất cao của bộ truyền, còn phía áp suất thấp thông với khí quyển.
Nếu mức chất lỏng thấp nhất trong phạm vi thay đổi mức chất lỏng được đo cao hơn vị trí lắp đặt máy phát, máy phát phải thực hiện di chuyển tích cực.
Hình 1-1 Ví dụ về việc đo chất lỏng trong bình chứa mở
Giả sử X là khoảng cách theo chiều thẳng đứng giữa mức chất lỏng thấp nhất và cao nhất cần đo, X=3175mm.
Y là khoảng cách thẳng đứng từ cổng áp suất của máy phát đến mức chất lỏng thấp nhất, y=635mm. ρ là khối lượng riêng của chất lỏng, ρ=1.
h là áp suất cột nước lớn nhất do cột chất lỏng X tạo ra, tính bằng KPa.
e là áp suất do cột chất lỏng Y tạo ra, tính bằng KPa.
1mH2O=9,80665Pa (tương tự bên dưới)
Phạm vi đo là từ e đến e+h nên: h=X·ρ=3175×1=3175mmH2O=31,14KPa
e=y·ρ=635×1= 635mmH2O= 6,23KPa
Tức là phạm vi đo của máy phát là 6,23KPa～37,37KPa
Nói tóm lại, chúng ta thực sự đo chiều cao của mực chất lỏng:
Chiều cao mực chất lỏng H=(P1-P0)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Lưu ý: P0 là áp suất khí quyển hiện tại;
P1 là giá trị áp suất đo phía áp suất cao;
D là lượng di cư bằng không.
Nguyên lý của cảm biến áp suất mặt bích đôi đo mức chất lỏng
Bộ truyền áp suất mặt bích đôi thực hiện chuyển đổi mức bằng cách đo mật độ của bể kín: Kết nối xung khô
Nếu khí phía trên bề mặt chất lỏng không ngưng tụ, ống nối ở phía áp suất thấp của bộ truyền tín hiệu vẫn khô. Tình huống này được gọi là kết nối mồi khô. Phương pháp xác định phạm vi đo của bộ truyền tín hiệu tương tự như phương pháp xác định mức chất lỏng trong bình chứa hở. (Xem Hình 1-2).
Nếu khí trên chất lỏng ngưng tụ, chất lỏng sẽ dần dần tích tụ trong ống dẫn áp suất ở phía áp suất thấp của bộ truyền, gây ra sai số đo lường. Để loại bỏ sai số này, hãy đổ trước một lượng chất lỏng nhất định vào ống dẫn áp suất phía áp suất thấp của bộ truyền. Tình huống này được gọi là kết nối dẫn áp suất ướt.
Trong tình huống trên, có một cột áp ở phía áp suất thấp của máy phát, do đó phải thực hiện di chuyển âm (xem Hình 1-2)
Hình 1-2 Ví dụ về phép đo chất lỏng trong bình kín
Giả sử X là khoảng cách theo chiều thẳng đứng giữa mức chất lỏng thấp nhất và cao nhất cần đo, X=2450mm. Y là khoảng cách theo chiều thẳng đứng từ cổng áp suất của bộ truyền đến mức chất lỏng thấp nhất, Y=635mm.
Z là khoảng cách từ đỉnh của ống dẫn áp suất chứa đầy chất lỏng đến đường cơ sở của máy phát, Z = 3800mm,
ρ1 là khối lượng riêng của chất lỏng, ρ1=1.
ρ2 là khối lượng riêng của chất lỏng làm đầy ống dẫn áp suất thấp, ρ1=1.
h là áp suất cột nước lớn nhất do cột chất lỏng thử nghiệm X tạo ra, tính bằng KPa.
e là áp suất cột nước tối đa do cột chất lỏng thử nghiệm Y tạo ra, tính bằng KPa.
s là áp suất do cột chất lỏng đóng gói Z tạo ra, tính bằng KPa.
Phạm vi đo lường là từ (es) đến (h+es), sau đó
h=X·ρ1=2540×1 =2540mmH2O =24,9KPa
e=Y·ρ1=635×1=635mmH2O =6,23KPa
s=Z·ρ2=3800×1=3800mmH2O=37,27KPa
Vậy: es=6,23-37,27=-31,04KPa
h+e－s=24,91+6,23－37,27=－6,13KPa
Lưu ý: Tóm lại, chúng ta thực sự đo chiều cao của mực chất lỏng: chiều cao mực chất lỏng H=(P1-PX)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Lưu ý: PX dùng để đo giá trị áp suất ở phía áp suất thấp;
P1 là giá trị áp suất đo phía áp suất cao;
D là lượng di cư bằng không.
Thận trọng khi lắp đặt
Vấn đề lắp đặt mặt bích đơn
1. Khi sử dụng bộ truyền màng cách ly mặt bích đơn cho bể chứa hở để đo mức chất lỏng trong bể chứa hở, mặt L của giao diện áp suất thấp phải mở ra khí quyển.
2. Đối với bình chứa chất lỏng kín, ống dẫn áp suất để dẫn áp suất trong bình chứa chất lỏng phải được đặt ở phía bên trái của giao diện phía áp suất thấp. Ống này xác định áp suất tham chiếu của bình. Ngoài ra, luôn luôn mở van xả ở phía bên trái để xả nước ngưng tụ trong khoang bên phải, nếu không sẽ gây ra sai số khi đo mực chất lỏng.
3. Bộ truyền tín hiệu có thể được kết nối với mặt bích lắp đặt ở phía áp suất cao như thể hiện trong Hình 1-3. Mặt bích ở bên hông bồn chứa thường là mặt bích di động, được cố định tại thời điểm đó và có thể hàn bằng một cú nhấp chuột, thuận tiện cho việc lắp đặt tại chỗ.
Hình 1-3 Ví dụ lắp đặt cảm biến mức chất lỏng loại mặt bích
1) Khi đo mức chất lỏng của bể chứa chất lỏng, mức chất lỏng thấp nhất (điểm không) phải được đặt ở khoảng cách 50mm trở lên tính từ tâm của màng ngăn áp suất cao. Hình 1-4:
Hình 1-4 Ví dụ lắp đặt bồn chứa chất lỏng
2) Lắp màng chắn mặt bích vào phía áp suất cao (H) và thấp (L) của bình như được hiển thị trên nhãn máy phát và cảm biến.
3) Để giảm thiểu ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ môi trường, các ống mao dẫn ở phía áp suất cao có thể được buộc lại với nhau và cố định để ngăn ngừa ảnh hưởng của gió và rung động (các ống mao dẫn của phần siêu dài nên được cuộn lại với nhau và cố định).
4) Trong quá trình lắp đặt, cố gắng không để áp suất nhỏ giọt của chất lỏng bịt kín tác động vào màng ngăn càng nhiều càng tốt.
5) Thân máy phát phải được lắp đặt ở khoảng cách hơn 600mm bên dưới bộ phận lắp đặt phớt màng chắn mặt bích từ xa phía áp suất cao, để áp suất giảm của chất lỏng phớt mao dẫn được thêm vào thân máy phát càng nhiều càng tốt.
6) Tất nhiên, nếu do điều kiện lắp đặt hạn chế, không thể lắp đặt thấp hơn 600mm so với vị trí lắp đặt của bộ phận làm kín màng chắn mặt bích. Hoặc do lý do khách quan, thân máy phát chỉ có thể lắp đặt cao hơn vị trí lắp đặt của bộ phận làm kín mặt bích, thì vị trí lắp đặt phải tuân theo công thức tính toán sau.
1) h: chiều cao giữa bộ phận lắp đặt phớt màng chắn mặt bích từ xa và thân máy phát (mm);
① Khi h≤0, thân máy phát phải được lắp đặt ở trên h (mm) bên dưới bộ phận lắp đặt phớt màng chắn mặt bích.
②Khi h>0, thân máy phát phải được lắp đặt thấp hơn h (mm) so với bộ phận lắp đặt phớt màng chắn mặt bích.
2) P: Áp suất bên trong bình chứa chất lỏng (Pa abs);
3) P0: Giới hạn dưới của áp suất mà thân máy phát sử dụng;
4) Nhiệt độ môi trường: -10～50℃.
Thời gian đăng: 15-12-2021