ตัวชี้วัดระดับเครื่องกลจัดเป็น
แก้ววัด
ประเภทลูกลอย
ประเภทดิสเพลสเซอร์
ประเภทไดอะแฟรม
ตัวบ่งชี้ระดับความดันแตกต่าง
แก้ววัด
กระจกเกจหรือกระจกมองเป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ที่ใช้ในการกำหนดระดับของเหลวโดยยึดท่อแก้วใสขนานกับภาชนะบรรจุของเหลว
หลอดแก้วควรมีรูเล็กและมีผนังหนาเพื่อให้สามารถทนต่อแรงกดได้ เพื่อป้องกันเพิ่มเติม จะต้องหุ้มไว้ในท่อโลหะที่มีช่องเปิด วาล์วถูกวางไว้ในตำแหน่งที่เหมาะสมเพื่อความสะดวกในการเปลี่ยนกระจกเกจที่แตกหักโดยไม่ทำให้กระบวนการหยุดชะงัก โดยทั่วไปแล้ว แว่นตาเกจจะไม่ใช้กับระดับความสูงเกิน 90 ซม. หรือ 3 ฟุต จำเป็นต้องยึดกระจกเกจสองตัวขึ้นไปที่ความสูงต่างกันสำหรับถังที่สูงขึ้น โดยทั่วไปจะเลือกใช้หลอดแก้วให้ทนแรงดันไอน้ำได้ 150กก./ซม2ที่อุณหภูมิ 250 องศา หรือแรงดันน้ำ 450กก./ซม2.
เกจวัดระดับกระจกสีสอง-
โดยทั่วไป เกจวัดระดับกระจกสองสี-เหล่านี้จะติดตั้งอยู่ในหม้อไอน้ำ เกจวัดระดับกระจกสองสี-นี้แสดงสีแดงสำหรับไอน้ำ และสีเขียวสำหรับน้ำ ซึ่งได้มาจากการใช้หลักการเชิงแสงของดัชนีการหักเหของแสง RI จะแตกต่างกันไปตามสีที่ต่างกันเมื่อผ่านตัวกลาง เช่น แก้ว น้ำ และไอน้ำ ตัวมาตรวัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมูโดยมีกระจกด้านหลังติดอยู่กับใบหน้าที่ไม่ขนานกัน- หลอดไฟ LED แสงสองสี-หรือหลอดไฟไดโครอิกมาตรฐานที่มีฟิลเตอร์สีแดงและสีเขียวจับจ้องอยู่ที่ด้านตรงข้ามบนสี่เหลี่ยมคางหมู ไฟส่องสว่างแบบพิเศษนี้จะส่งแสงเฉียงผ่านกระจกด้านหลังมาตรวัดระดับเพื่อเข้าถึงสื่อภายใน เมื่อเกจมีไอน้ำ รังสีสีเขียวจะเบี่ยงเบนและหลีกเลี่ยงไม่ให้โผล่ออกมาทางด้านข้างของผู้สังเกต จากนั้นแสงสีแดงที่ถูกไอน้ำเบี่ยงเบนไปจะเคลื่อนผ่านรูภายในไปถึงผู้สังเกต รังสีสีแดงจะเบี่ยงเบนและหายไปภายในเมื่อเส้นทางรังสีมีน้ำ ดังนั้นรังสีสีเขียวจะไปถึงกระจกด้านหน้าของมาตรวัดระดับ
ประเภทลูกลอย
ทุ่นลอยคือสารเมื่อจุ่มลงในของเหลวและเมื่อลอยอยู่บนพื้นผิวของของเหลวจะมีแรงลอยตัวมากกว่าน้ำหนักจริง
ตามหลักการแล้ว ปริมาตรลูกลอยที่จะแทนที่ของเหลวจะต้องมากกว่าน้ำหนักของลูกลอย
ลอยตัวมาตรฐาน
ทุ่นมาตรฐานมีลักษณะเป็นทรงกลมหรือทรงกระบอก เส้นผ่านศูนย์กลางการลอยควรใหญ่กว่านี้สำหรับของเหลวที่มีความหนาแน่นต่ำ-และในทางกลับกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกลอยทรงกลมจะแตกต่างกันไประหว่าง 75 มม. ถึง 175 มม. ทุ่นอาจติดตั้งด้านบน-หรือติดตั้งด้านข้าง- การเคลื่อนที่ของลูกลอยสามารถติดตามด้วยไฟฟ้า-โดยกลไกโดยการติดโพเทนชิโอมิเตอร์หรือ LVDT เข้ากับมัน การลอยตัวแบบแม่เหล็กช่วยระบุระดับของเหลวด้วย
ข้อดีของมาตรฐานลอยตัว
การออกแบบที่เรียบง่าย
มีความแม่นยำสูง
ระดับการวัดที่หลากหลาย
ความเป็นไปได้ของการวัดระดับในของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและหนืด
ข้อเสียของมาตรฐานโฟลต
ลูกลอยมาตรฐานไม่สามารถใช้ในถังภายใต้ความกดดันได้
ลอยด้วยสวิตช์กก
รูปนี้แสดงถึงอาร์เรย์ของตัวต้านทานและสวิตช์กกที่เชื่อมต่ออยู่
โดยทั่วไปจะวางแต่ละคอลัมน์ห่างกันประมาณ 5 มม.
พวกมันลอยด้านแม่เหล็กถาวรไปตามคอลัมน์สวิตช์กก
สวิตช์กกจะลัดวงจรตามตำแหน่งของลูกลอยและส่งกระแสผ่านแอมป์มิเตอร์
กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านแอมมิเตอร์นั้นเกี่ยวข้องกับตำแหน่งของลูกลอยมากกว่า
ตัวบ่งชี้ระดับประเภทนี้ระบุระดับที่ความแม่นยำ 5 มม.
วิธีแม่เหล็ก
วิธีแมกนีโตสตริกทีฟเป็นวิธีการที่หรูหราที่สุดในบรรดาตัวบ่งชี้ระดับลอย-ทั้งหมด ตัวบ่งชี้ระดับคือการกำหนดตำแหน่งลอยตัวของของเหลว
ในวิธีแมกนีโตสตริกทีฟ การลอยตัวนี้เป็นชิ้นวงกลมที่มีศูนย์กลางศูนย์กลางของแม่เหล็กถาวร ผลกระทบของ Wiedemann และ Villari ใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของแม่เหล็กลอยบนพื้นผิวของเหลว วัสดุท่อนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกใช้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก
โดยทั่วไป แรงดึงดูดระหว่างท่อนำคลื่นและแม่เหล็กลอยจะเพิ่มแรงเสียดทานซึ่งขัดขวางการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของการลอย ซึ่งสามารถลดลงได้โดยใช้ท่อนำคลื่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.5 มม. วิธีนี้สามารถรับความแม่นยำได้ประมาณ 0.1 มม.
วิธีการนี้ใช้ในอุตสาหกรรมยา อาหาร เคมี ก๊าซปิโตรเลียมเหลว และเครื่องดื่ม
ประเภทดิสเพลสเซอร์
สปริงบาลานซ์ดิสเพลสเซอร์
Spring Balance Displacer ประเภทนี้พิจารณาถึงที่มาของการแปรผันของระดับของเหลว ทำให้สปริงที่ยึดติดหรือขยายการเคลื่อนที่ของ Displacer ขึ้นและลง ตัวแทนที่ของแท่งแม่เหล็กจะสิ้นสุดลงในลูกบอลแม่เหล็ก เข็มแม่เหล็กที่ยึดอยู่กับแกนหมุนด้านนอกตัวเรือนลูกบอลจะรับรู้การเคลื่อนไหวขึ้น-และ-ลงของลูกบอลแม่เหล็ก การเคลื่อนที่ของลูกบอลแม่เหล็กประมาณ 25 มม. สิ่งนี้ถูกขยายด้วยระบบนิวแมติกโดยการติดลูกนกเข้ากับแผ่นดิสก์อย่างเยื้องศูนย์กลางกับแกนหมุนของเข็มแม่เหล็ก การเคลื่อนไหวนี้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยการจัดเรียงแบบโพเทนชิโอเมตริก
ดิสเพลสเซอร์ท่อแรงบิด
การเคลื่อนที่ของดิสเพลสเซอร์จะใช้แรงบิดกับท่อที่เรียกว่าท่อแรงบิด ท่อแรงบิดกลวงประกอบด้วยแกนแรงบิดด้านในที่เชื่อมกับท่อแรงบิดที่ปลายด้านหนึ่งและเป็นอิสระที่ปลายอีกด้านหนึ่ง รองรับด้วยตลับลูกปืนแบบไม่มีแรงเสียดทาน ท่อทอร์คสิ้นสุดที่คมมีดด้านหนึ่งและรองรับดิสเพลสเซอร์ผ่านแขนทอร์คซึ่งสิ้นสุดในบล็อก ปลายอีกด้านของท่อทอร์คจะสิ้นสุดที่หน้าแปลนซึ่งยึดอยู่ที่ผนังถัง เมื่อดิสเพลสเซอร์ถูกเลื่อนขึ้นหรือลง แรงบิดจะถูกส่งไปยังท่อแรงบิดผ่านขอบมีด แรงบิดนี้จะถูกส่งไปยังแกนบิดด้านในซึ่งนำออกไปนอกถัง การกระจัดเชิงมุมของแท่งประมาณ 5 องศาถึง 6 องศา การกระจัดเชิงมุมของแกนมีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับน้ำหนักและระดับของเหลวที่ปรากฏของดิสเพลสเซอร์ การกระจัดเชิงมุมของแท่งทอร์คถูกขยายด้วยระบบนิวแมติกส์ให้เป็นแรงดันต่างขนาดใหญ่โดยการขับแฟลปเปอร์ของทรานสดิวเซอร์แฟลปเปอร์หัวฉีด ท่อแรงบิดทำจากนิกเกิล อินโคเนล โมเนล ฮาสเตลลอย ฯลฯ โดยปกติแล้ว จะใช้ดิสเพลสเซอร์ยาว 0.3 ม. ถึง 1.5 ม. แม้ว่าความยาวจะใหญ่ได้ถึง 18 ม. ก็ตาม เครื่องแทนที่เหมาะสำหรับการตรวจวัดระดับของเหลวที่สะอาดและของเหลวข้น
ตัวบ่งชี้ระดับไดอะแฟรม
ตัวแสดงระดับไดอะแฟรมประกอบด้วยกล่องที่ปิดทุกด้าน ยกเว้นกล่องที่ยึดไดอะแฟรมแบบยืดหยุ่นไว้ กล่องบรรจุอากาศเชลยที่เชื่อมต่อกับเครื่องตรวจจับความดันผ่านท่อคาปิลลารี ไดอะแฟรมทำจากนีโอพรีนเทฟลอนหรือวัสดุพลาสติกที่คล้ายกันกับยางซิลิโคน กล่องไดอะแฟรมจะถูกแช่อยู่ในของเหลว เมื่อระดับของเหลวเพิ่มขึ้น หัวของเหลวที่อยู่นิ่งจะออกแรงดันไดอะแฟรมขึ้นด้านบนเพื่ออัดอากาศที่ถูกกักไว้ ความดันอากาศที่ถูกกักขังจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระดับของเหลว ตัวบ่งชี้ระดับนี้สามารถใช้ในเรือประเภทเปิด- ซึ่งมีราคาถูกกว่าและมีความแม่นยำจำกัด อากาศในไดอะแฟรมไม่ได้กักขัง แต่จะจ่ายกระแสอย่างต่อเนื่องผ่านท่อดังแสดงในรูป b ท่อระบายอากาศช่วยให้อากาศไหลออกสู่บรรยากาศผ่านทางช่องไล่อากาศที่มีอยู่ระหว่างท่อระบายอากาศและไดอะแฟรม อีกท่อหนึ่งเชื่อมต่อไดอะแฟรมเข้ากับตัวแสดงระดับที่เหมาะสมซึ่งเป็นตัวแสดงแรงดัน การจ่ายอากาศไปยังยูนิตถูกควบคุมให้อยู่เหนือหัวไฮดรอลิกสูงสุดประมาณ 0.2 ถึง 0.3 บาร์ที่จะวัด ไดอะแฟรมสแตนเลสเหมาะสำหรับเครื่องตรวจจับระดับประเภทนี้ เมื่อระดับของเหลวเพิ่มขึ้น แรงดันที่เพิ่มขึ้นที่กระทำต่อไดอะแฟรมจะทำให้ไดอะแฟรมเคลื่อนขึ้นด้านบน ทำให้ช่องเลือดออกเล็กลง ส่งผลให้อากาศรั่วไหลผ่านท่อระบายอากาศน้อยลง ส่งผลให้แรงดันอากาศเพิ่มขึ้น จากนั้นแรงดันอากาศที่สร้างขึ้น-จะดันไดอะแฟรมลง ส่งผลให้อากาศรั่วไหลไปเรื่อยๆ จนกระทั่งถึงจุดสมดุล ความดันอากาศภายในกรอบไดอะแฟรมเป็นการวัดระดับของเหลว ตัวบ่งชี้เหล่านี้แม่นยำถึงแรงดันลมจ่าย-ภายใน 0.3 บาร์ สามารถทำงานได้ถึง 11 บาร์ ข้อจำกัดที่ปรับได้สามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างเหมาะสมเพื่อเพิ่มความเร็วในการตอบสนอง
ตัวชี้วัดระดับความดันแตกต่าง
ระดับของเหลวจะออกแรงกดที่เกิดจากน้ำหนักของคอลัมน์ของเหลว ความดันนี้สามารถวัดเพื่อประมาณระดับของเหลวได้ โดยที่ของเหลวอยู่ที่ความดันบรรยากาศ วิธีการนี้เรียกว่าการวัดถังอุทกสถิต (HTG) แต่หากของเหลวอยู่ในถังที่มีแรงดัน เราจำเป็นต้องวัดความดันแตกต่างระหว่างด้านบนและด้านล่างของคอลัมน์ของเหลวเพื่อหาระดับของเหลว
ถ้า P1 คือแรงดันที่ด้านล่างของถัง
P2 คือความดันที่จุดกึ่งกลาง
P3 คือแรงดันที่ด้านบนของถัง
h คือความแตกต่างของความสูงระหว่างจุดแตะ p₁ และ p2 และ
L คือความสูงของระดับของเหลวในถัง
จากนั้น ρ=(P1-P2)/hg & L=(P1-P3)/ρg
สามารถวัดความแตกต่างของแรงดันระหว่างด้านบนและด้านล่างของระดับของเหลวแยกกันได้โดยการวัดแรงดันทั้งสอง ข้อผิดพลาดในการวัดอาจไม่เหมือนกัน ดังนั้นการวัดเพียงครั้งเดียวจะให้ค่าความดันแตกต่าง สามารถวัด DP เชิงกลได้โดยใช้เบลลโลว์ในตู้โดยเชื่อมต่อด้านแรงดันสูงเข้ากับเบลลโลว์ และด้านแรงดันล่างเชื่อมต่อกับตู้ ในการจัดเรียงนี้ ดังที่แสดงในรูปที่ b พร้อมด้วยเครื่องสูบลมที่เติมของเหลว-ซึ่งใช้ในการวัด DP ด้านความดันที่สูงกว่าจะดันของเหลวที่อยู่ภายในเครื่องสูบลมไปยังด้านความดันที่ต่ำกว่า สิ่งนี้จะขยายเครื่องเป่าลม ผลก็คือ คันโยกพอยน์เตอร์ที่สปริง-ถูกดันกลับ โดยเลื่อนพอยน์เตอร์ไปทางขวา เนื่องจาก DP มีความไวต่ออุณหภูมิของของเหลว เครื่องชดเชยอุณหภูมิแบบโลหะคู่ติดอยู่กับเครื่องสูบลมเพื่อชดเชยส่วนต่างของแรงดันที่เกิดจากส่วนต่างของอุณหภูมิ
