Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Měření výšky hladiny v průmyslu

Automa 2/2001

Ing. Martin Šilhavý, DataCon spol. s r. o.

Měření výšky hladiny v průmyslu

S postupující automatizací technologických procesů se stále rozšiřuje použití snímačů a vyhodnocovacích systémů pro měření výšky hladiny sypkých a kapalných látek. Trendy při řešení automatizačních úloh směřují k bezdotykovému měření založenému na radarovém nebo ultrazvukovém principu. Technický pohled na problém se však často střetává s ekonomickým hlediskem a pak se s výhodou uplatní řešení založené na principu kapacitním nebo hydrostatickém. Mimo to je v určitých aplikacích výběr měřicích metod velmi omezený – např. hydrostatický princip při měření výšky hladiny ve vrtech.

Technická či ekonomická hlediska nejsou jediná, která se při řešení měřicí úlohy uplatňují. Stává se, že dodavatel měřicího systému nebo části technologie nedisponuje přístrojem založeným na principu, který se pro danou aplikaci hodí nejlépe, nebo s ním nemá dostatek zkušeností. Měřicí úloha je pak realizována senzorovou technikou, která není optimální, popř. je i přímo nevhodná. Pro uživatele měřicí techniky z uvedeného plyne jednoznačný závěr: pokud nemá v dané oblasti dostatek vlastních zkušeností, měl by přenechat řešení úlohy odborníkům.

Aplikační oblasti
Přístroje pro průmyslové měření výšky hladiny jsou používány téměř ve všech oblastech průmyslu bez ohledu na podmínky, technologický proces a měřenou látku. Zejména důležité jsou oblasti:

  • získávání pitné vody,
  • zpracování odpadních vod,
  • chemických výrob,
  • výroby elektrické energie,
  • potravinářských a farmaceutických výrob,
  • stavebnictví a skladování surovin,
  • papírenského průmyslu.

V těchto oblastech se nepředpokládají laboratorní podmínky. Použitý senzor musí pracovat spolehlivě a přiměřeně přesně i při změnách okolní teploty, ve vlhkém či prašném prostředí, při rázech a vibracích. Podle druhu aplikace musí dále splňovat specifické požadavky jako např. jiskrovou bezpečnost, sanitovatelné ukončení ve směru k procesu či zvláštní chemickou odolnost.

Měřicí úlohy
Základní úlohy měření výšky hladiny v průmyslu jsou:

  • kontinuální měření,
  • vyhodnocení mezních stavů,
  • ochrana proti přeplnění (přetečení).

Při kontinuálním měření je měřená výška vyhodnocována a převáděna na elektrický signál, který může být přímo zobrazován, zaznamenáván nebo zaveden do regulačního systému. Kontinuální měření se používá pro všechny druhy kapalin i sypkých látek. Nejpoužívanějšími principy jsou kapacitní, hydrostatický, ultrazvukový, radarový a elektromechanický.

Úkolem při vyhodnocování mezního stavu je signalizovat dosažení jedné konkrétní výšky hladiny. Dosažení mezního stavu je obvykle indikováno skokovou změnou výstupního signálu čidla nebo přepnutím kontaktu relé. Také vyhodnocení mezního stavu se používá pro všechny druhy kapalných a sypkých látek. Mezi nejužívanější principy patří kapacitní, vibrační, vodivostní a mikrovlnný.

Ochrana proti přetečení je zvláštním případem vyhodnocení mezního stavu. Používá se zejména u zásobníků ropných a chemických produktů. Jejím cílem je zabránit přeplnění zásobníku a úniku jeho obsahu do okolí v případě chybné funkce regulačního systému nebo selhání obsluhy.

Firma VEGA
Jedním z předních světových výrobců techniky pro měření výšky hladiny je německá firma VEGA, zastoupená na českém trhu firmou DataCon. Sortiment přístrojů VEGA pokrývá všechny základní principy: kapacitní, hydrostatický, ultrazvukový, radarový, mikrovlnný, vibrační, vodivostní a elektromechanický, a dále principy měření tlaků a diference tlaků v technologických procesech.

Vzhledem k modulární konstrukci přístrojů VEGA je jejich výstupní signál volitelný ze širokého spektra variant. Základním a nejjednodušším výstupem je proudová smyčka 4 až 20 mA, popř. s možností digitální komunikace podle standardu HART. K dispozici jsou také provedení pro digitální sběrnice Profibus-PA a VBUS. Všechny typy přístrojů jsou nabízeny i ve variantě do prostředí s nebezpečím výbuchu.

Nabídka firmy VEGA nekončí senzory, ale zahrnuje též přístroje pro vyhodnocení signálu a připojení na sběrnice vyšších vrstev – např. Profibus-FMS, Profibus-DP, Modbus, Interbus, Ethernet, DeviceNet a ControlNet.

Detailní popis zmíněných měřicích principů se zaměřením na jejich použití v praxi bude předmětem série článků, kterou ve spolupráci s redakcí časopisu Automa připravujeme.

výhradní obchodní zastoupení firmy VEGA, poradenství, prodej, servis:
DataCon s. r. o.
Prvního pluku 12a
186 00 Praha 8
tel./fax: 02/231 59 42, 24 81 68 58
e-mail: silhavym@datacon.cz
www.vega.com
www.datacon.cz