دقیق ترین روش های محاسبه حجم سیال داخل مخازن

دقیق ترین روش های محاسبه حجم سیال داخل مخازن

جهت محاسبه حجم سیال داخل انوع مخازن با اشکال هندسی منظم، کافیست ارتفاع سیال موجود در مخزن را بر حسب متر اندازه گیری نموده و با توجه به ابعاد هندسی آن و به دست آوردن ضریب تبدیل مربوطه، حجم بر حسب واحدهایی مانند لیتر، تن و کیلوگرم به دست می آید.

چالش پیش رو در این روش، اندازه گیری دقیق ارتفاع سیال می باشد که به ویژه برای مخازن با قطر زیاد تأثیر بسیاری در خطای اندازه گیری نهایی می گذارد. بنابراین سه روش جهت اندازه گیری دقیق سطح سیال پیشنهاد می گردد که انتخاب هر یک بستگی به کاربرد و شرایط بهره برداری از آن دارد.

روش اول: به کارگیری سطح سنج اولتراسونیک

سطح سنجی با امواج اولتراسونیک یکی از روش های سریع و غیرتماسی اندازه گیری سطح می باشد. در این روش ارتفاع سیال داخل مخزن با ارسال یک پالس مافوق صوت به سطح و دریافت اکوی بازگشتی از آن و سپس اندازه گیری زمان رفت و برگشت این موج، محاسبه می گردد. یکی از مهمترین پارامترهای به کار رفته در این روش، سرعت صوت می باشد که وابستگی زیادی به دمای محیط دارد. از این رو جهت کاهش این وابستگی و افزایش دقت این روش، از جبران ساز دما (با به کارگیری سنسور دما در کنار سنسور اولتراسونیک) استفاده می شود. اما حتی با در نظر گرفتن این تدابیر، نمی توان خطای ناشی از گرادیان دمایی (از بالا تا پائین مخزن) را حذف نمود. این میزان خطا هر چند بسیار پائین است اما برای تعیین حجم سیال در مخازن با ارتفاع بلند و قطر زیاد، مقدار قابل توجهی خواهد بود. خطای این سیستم در شرایط مرجع ۰٫۱% کل محدوده (SPAN) و یا ۳mm (هر کدام که بیشتر باشد) می باشد.

روش دوم: به کارگیری سنسور لیزری همراه با شناور هدف

اندازه گیری ارتفاع با استفاده از سنسور لیزری یکی از دقیق ترین و سریع ترین روش های غیرتماسی می باشد. در این روش فاصله تا سطح مواد با انتشار یک نور لیزر به سطح و دریافت تغییر فاز آن توسط گیرنده نوری و نیز به کارگیری تکنولوژی FMCW، با دقتی بسیار بالا محاسبه می شود. یکی از مشکلات اساسی در این روش بروز خطا در اندازه گیری سطح سیالات شفاف است که ناشی از انحراف نور لیزر و انعکاس فرکانس های مختلف به گیرنده نوری می باشد. اما پیشنهادی که جهت رفع کامل این مشکل می توان ارائه نمود به کارگیری یک شناور هدف مطابق تصویر ۴ روی سطح سیال می باشد که توسط یک لوله و یا دو عدد سیم تحت کشش، هدایت می شود.

یکی دیگر از مشکلات این روش، احتمال کثیف شدن فیلتر شیشه ای مقابل سنسور لیزری به مرور زمان در محیط های آلوده می باشد که البته با کمترین هزینه و به سادگی قابل تعویض می باشد. نگهداری این سیستم بسته به میزان آلودگی محیط، به صورت دوره ای حدود ۱۲ ماه می باشد. اما مهمترین مزیت این روش، دقت بالای اندازه گیری (۱mm) و عدم تأثیر شرایط محیطی ای مثل دما و ارتفاع مخزن، بر عملکرد آن می باشد.

روش سوم: سیستم اندازه گیری الکترومکانیکی جهت تشخیص دقیق سطح سیال و سطح لجن

روش الکترومکانیکی اندازه گیری سطح، سیستمی بر پایه لودسل می باشد که به طور کلی متشکل از یک زیر سیستم اندازه گیری دانسیته، حسگر وزنه ای و شافت اینکدر می باشد که ضمن توانایی اندازه گیری دقیق سطح سیال، امکان نفوذ به سیال و اندازه گیری محل دقیق تغییر دانسیته (لجن کف مخزن) را نیز دارد. دقت اندازه گیری این روش بسیار بالاست (۱mm) و دوره نگهداری آن با توجه به روش تعادلی به کار رفته و استهلاک بسیار پائین تجهیزات مکانیکی، بسیار طولانی می باشد. تنها مشکل قابل اشاره در این سیستم، عدم اندازه گیری سریع و به روز رسانی آن در دوره های زمانی چند دقیقه ای می باشد. همچنین با توجه به اینکه این سیستم جزوء روش های تماسی اندازه گیری سطح می باشد، برای مخازن حاوی مواد بهداشتی و مخازن دارای پره و رک های همزن نامناسب است.

مقایسه روش ها در یک نگاه

 

تجهیز به کار رفته جهت اندازه گیری سطح مزایا معایب قیمت تقریبی نمونه (ارتفاع ۱۰ متر) قیمت تقریبی تولید (ارتفاع ۱۰ متر)
سطح سنج التراسونیک  اندازه گیری پیوسته و بدون تماس

عدم نیاز به نگهداری  دوره ای

 خطای اندازه گیری بالا برای مخازن با ارتفاع بلند (۳ تا ۱۰ میلیمتر) ۱۷,۵۰۰,۰۰۰ ریال ۱۵,۵۰۰,۰۰۰ ریال
سطح سنج لیزری  اندازه گیری پیوسته و بدون تماس

رزولوشن اندازه گیری بالا (۱mm)

خطای اندازه گیری ±۰٫۵mm

۵۹,۰۰۰,۰۰۰ ریال ۳۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال
سطح سنج الکترومکانیکی  رزولوشن اندازه گیری بالا (۱mm)

خطای اندازه گیری ±۰٫۵mm

عدم وابستگی دقت به ارتفاع مخزن

نگهداری دوره ای بسیار طولانی و کم هزینه (حدود ۲ سال)

قابلیت اندازه گیری تغییر دانسیته (لجن مخزن) با دقتی بالا

 سرعت اندازه گیری پائین

(قابل تنظیم بین ۵ دقیقه تا ۲۴ ساعت)

۵۵,۰۰۰,۰۰۰ ریال ۳۰,۰۰۰,۰۰۰ ریال

جدول مقایسه کلی سه روش اندازه گیری دقیق حجم سیال در مخازن

Share this post

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


%u0637%u0631%u0627%u062D%u06CC %u0633%u0627%u06CC%u062A
طراحی سایتسئوسرویس و تعمیر کولر گازی