Questo articolo discute il principio di funzionamento dei trasmettitori di livello di capacità e come possono essere utilizzati per la misurazione del livello. Per colpire fuori però, ci sarà prima dare un’occhiata a un problema più generale del settore dell’automazione.

Per la maggior parte delle variabili nell’automazione dei processi, ci sono molti principi tra cui scegliere. Ogni fornitore metterà in evidenza un prodotto utilizzando un determinato principio e possibilmente ti dirà di evitare gli altri per questo o quel motivo.

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Mettendo da parte l’hype, devi tenere presente che il miglior dispositivo per la tua applicazione trascende la precisione o il prezzo. Naturalmente, il processo ha bisogno di un dispositivo preciso, stabile e di lunga durata. E non vuoi pagare troppo per questo. Ma la vostra azienda ha bisogno di supporto locale, servizio rapido, o assistenza remota da parte del fornitore troppo. Questi fattori contribuiscono tutti a quella che sarà la soluzione giusta per la vostra applicazione.

Casi d’uso del trasmettitore di livello di capacità

Dopo aver trascorso un po ‘ di tempo in questo business, avrai una buona idea di quali dispositivi funzioneranno meglio nel tuo processo. Per esempio, se avete bisogno del livello in un serbatoio di gelato, allora si vorrà un dispositivo senza contatto. In questo modo, ridurrai il rischio di contaminazione ed eviterai determinati tipi di connessioni al processo. Ha senso, giusto?

Tuttavia, la maggior parte dei serbatoi di gelato oggi utilizza trasmettitori di pressione con connessioni a filo e approvazioni igieniche. Perché anche se una soluzione senza contatto come un radar a spazio libero sembra migliore per il processo, l’industria utilizza tipicamente trasmettitori progettati per applicazioni alimentari.

Il dispositivo di pressione funziona bene, ma se si dispone di densità del prodotto instabile, può influenzare le letture. Una modifica della densità aumenterà il margine di errore e ridurrà la precisione. Se si sceglie un radar a spazio libero, la densità non influirà sulla misurazione.

Ma aspetta, potresti dire. Quei carri armati di solito hanno agitatori, e quelli distruggono i dispositivi radar, giusto? Non esattamente. Sì, la maggior parte di questi carri armati avrà agitatori. Tuttavia, il gelato ha un’alta costante dielettrica che nega tale effetto. Figo, vero?

Come ho detto in una precedente newsletter, non ho visto molti trasmettitori di livello di capacità sul campo. Anche se il principio non è nuovo, non troverete questi dispositivi ovunque. Se si dispone di un prodotto non conduttivo, è necessario calibrare lo zero e lo span con il serbatoio vuoto e pieno. Se si dispone di un mezzo conduttivo più alto, la calibrazione di fabbrica dovrebbe fare.

Al rialzo, questi dispositivi flessibili funzionano in supporti non conduttivi e conduttivi. Tuttavia, si dispone di un intervallo compreso tra 1 e 100 micro-siemens per centimetro in cui anche questi dispositivi non funzionano. E il trasmettitore di livello di capacità dovrebbe entrare in contatto con il prodotto, che li mette dietro altre tecnologie. Ad ogni modo, vediamo come funziona il dispositivo.

Il principio di funzionamento dei trasmettitori di livello di capacità

Come si dice nel nome suggerisce, i trasmettitori di livello di capacità funzionano come un condensatore. La sonda agisce come una delle piastre del condensatore e la parete metallica del vaso come la seconda. Chiamiamo il mezzo che separa queste piastre il materiale isolante (costante dielettrica, K). La capacità, o capacità di stoccaggio, del condensatore (C) dipende dalle aree della piastra (A), dalla loro distanza (d) e dalla costante dielettrica (E).

C= E(K/d)

  • C = capacità picofarads (pF)
  • E= costante
  • K = costante dielettrica relativa
  • A= area efficace delle piastre
  • d= distanza tra i piatti di

Quando si dispone di un serbatoio con il livello a zero per cento, quindi hai solo aria come materiale isolante. Quando il prodotto inizia a riempire la nave, quel materiale cambierà in un liquido o solido, cambiando così la capacità. Quindi la capacità misurata dal sensore è direttamente proporzionale al livello del serbatoio.

Questo principio può funzionare in molte condizioni di processo, come fanghi, schiume, alte pressioni e altro ancora. E il valore dielettrico determinerà se è necessario utilizzare una sonda parzialmente o completamente isolata. Ad esempio, su un trasmettitore di livello di capacità che misura un valore fino a 5, è possibile utilizzare una sonda parzialmente isolata. Ma se il valore supera 5, è necessario distribuire una sonda completamente isolata.

Ricorda, hai bisogno di due piastre. Di solito, hai la sonda del sensore come una e la parete metallica del vaso come l’altra. Tuttavia, è ancora possibile utilizzare questo principio in un recipiente di plastica. Hai solo bisogno di un tubo concentrico nel serbatoio o di un sensore con elettrodi a doppia asta.

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la misura Continua di livello e interruttori di livello

Questo principio vale per la misurazione continua e interruttori di livello. Quando si dispone di una misurazione continua, la sonda dovrebbe coprire l’intero campo di misura. Con un interruttore di livello, l’asta installata rileva solo il livello in una particolare area.

Molti fornitori offrono queste soluzioni sul mercato – Endress + Hauser, VEGA, OMEGA, Siemens e altri. A seconda del fornitore, potrebbe essere necessario ottenere un modello per liquidi o solidi, con materiale completamente o parzialmente isolato, in PE, PTFE, PFA e altro ancora.

Conclusione

Trasmettitori di livello di capacità sono semplici ma flessibili. Se hai bisogno di calibrare il dispositivo sul campo per i media non conduttivi, potresti avere un po ‘ di difficoltà. Ma nei media conduttivi, si installa abbastanza facilmente. Scala un dispositivo e confronta i suoi pro e contro con gli altri per decidere il meglio per il tuo processo.

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