دليل كامل على أساليب قياس المستوى: الضغط الثابت، الموجات فوق الصوتية، الرادار، والبصرية

قياس المستوى هو معيار حاسم في الصناعات التي تتراوح من معالجة المياه إلى البتروكيماويات. تتطلب العمليات والوسائط والبيئات المختلفة تقنيات مستشعرات مختلفة. هنا،نقارنأربع طرق قياس مستوى تستخدم على نطاق واسعمبادئ عملهم ومزاياهم وقيودهم وسيناريوهات التطبيق المثالية حتى تتمكن من اتخاذ اختيار مستنير.

قياس مستوى الضغط الثابت (الهيدروستاتيك)

المبدأبناءً على الضغط الهيدروستاتيكي الذي يمارسه عمود سائل:

الضغط عند عمق معين = كثافة السائل × تسارع الجاذبية × ارتفاع السائل.

جهاز إرسال ضغط في قاع الخزان يقيس هذا الضغط، والذي يتم تحويله بعد ذلك إلى مستوى.

المزايا

• بسيطة وفعالة من حيث التكلفة ومثبتة
• يعمل في مختلف أشكال الخزانات
• دقة عالية للسوائل النظيفة

القيود

• يتطلب معرفة كثافة السائل (تغيرات الكثافة تؤثر على الدقة)
• غير مثالي للمواد الصلبة أو السمادات ذات الكثافة المتغيرة
• يجب أن يكون جهاز الاستشعار على اتصال بوسط العملية

تطبيقات نموذجية

• خزانات المياه، خزانات تخزين المواد الكيميائية، حفر مياه الصرف الصحي

قياس مستوى الموجات فوق الصوتية

المبدأيستخدم موجات صوتية عالية التردد:

• المحول ينبعث نبضات بالموجات فوق الصوتية نحو سطح السائل
• يتم قياس وقت عودة الصدى وتحويله إلى المسافة / المستوى.

المزايا

• قياس بدون اتصال
• لا أجزاء متحركة → صيانة قليلة
• يعمل مع معظم السوائل وبعض المواد الصلبة

القيود

• الدقة المتأثرة بالرغوة والبخار والغبار والاضطرابات والحرارة
• يتطلب مسار واضح بين المحول والسطح

تطبيقات نموذجية

• خزانات معالجة المياه، صوامع الحبوب، سفن صناعة الأغذية

قياس مستوى الرادار (الموجات الدقيقة)

المبدأيستخدم الموجات الكهرومغناطيسية (الموجات الدقيقة):

• هوائي الرادار ينبعث نبضات نحو سطح المنتج.
• يتم قياس الإشارات المنعكسة لحساب المستوى.

نوعان رئيسيان:النبضاتوFMCW (الموجة المستمرة المعدلة بالتردد)الرادار.

المزايا

• غير متصل، غير متأثر بدرجة الحرارة أو الضغط أو البخار أو الغبار
• دقة عالية جداً
• العمل في ظروف صعبة (البخار، الرغوة، الضغط العالي)

القيود

• تكلفة أولية أعلى
• يتطلب اختيار الهوائي الصحيح وتركيبه

تطبيقات نموذجية

• خزانات تخزين النفط والغاز، مفاعلات كيميائية، غلايات عالية الضغط

قياس المستوى البصري (الليزر أو الفوتوني)

المبدأنهجين رئيسيين:

• قياس المسافة بالليزر: يرسل شعاع ليزر إلى السطح ويقيس وقت الانعكاس.
• أجهزة استشعار النقطة البصرية: اكتشاف وجود/غياب السائل باستخدام انكسار الضوء.

المزايا

• استجابة سريعة للغاية
• دقة عالية لبعض التطبيقات
• خيارات غير اتصال متاحة

القيود

• أنظمة الليزر يمكن أن تكون مكلفة
• أجهزة استشعار النقطة البصرية تقيس فقط في نقطة مستوى واحدة
• يؤثر الأداء على الشفافية أو اللون أو انعكاس السطح

تطبيقات نموذجية

• قياس الدقة العالية للخزانات، خطوط التعبئة، سائل أشباه الموصلات

مقارنة جنبا إلى جنب

منطق الاختيار

1. السوائل ذات الكثافة المستقرة، صديقة للميزانية→ ضغط ثابت
2. غير متصلة للخزانات النظيفة→ الموجات فوق الصوتية
3. بيئة صناعية متطلبة، أعلى دقة→ رادار
4. الكشف السريع أو القياس الدقيق للمسافة→ البصرية

المعلومات النهائيةلا يوجد "حجم واحد يناسب الجميع" في قياس المستويات.ظروف العملية,متطلبات الدقة,قيود التثبيت، والميزانيةفهم كيفية عمل كل تكنولوجيا و نقاط قوتها وموازينها هي الخطوة الأولى لتحقيق أداء موثوق به على المدى الطويل.