قياس مستويات السكر السائل

كيف يقيس جهاز إرسال الضغط مستوى السكر السائل؟

يعمل جهاز إرسال الضغط المثبت على الحافة وفقًا لمبدأ "تغير الضغط مع الارتفاع". بعد تركيبه في قاع برميل التخزين، يلامس عنصر الاستشعار السكر السائل مباشرةً. كلما زاد ارتفاع السكر السائل، زاد الضغط المتولد في القاع، وهذان العاملان يحققان المعادلة الفيزيائية P = ρ gh (حيث P هو الضغط، وρ هي كثافة السكر السائل، وg هو تسارع الجاذبية الأرضية، وh هو ارتفاع مستوى السكر). بعد أن يلتقط جهاز الإرسال إشارة الضغط، يقوم تلقائيًا بتحويل الارتفاع الفعلي بناءً على كثافة الشراب المُحددة مسبقًا، ثم يرسله إلى نظام التحكم عبر إشارة قياسية 4-20 مللي أمبير لتحقيق مراقبة الارتفاع في الوقت الفعلي. لا تتطلب هذه العملية برمتها أنابيب معقدة، حيث تُرسل الإشارات مباشرةً، مما يجعل البيانات أكثر دقة.

ما هي صعوبة قياس مستوى الشراب؟

تتمحور الصعوبات الأساسية في قياس الشراب حول ثلاث نقاط:

قياس مستوى السوائل عالية اللزوجة

أولاً، اللزوجة العالية . يتميز السكر السائل بلزوجة أعلى بكثير من السوائل العادية، مما يجعله سهل الالتصاق بسطح المستشعر، مما يؤدي إلى نقل الضغط ببطء وانسداد القناة؛

قياس مستوى السوائل المعرضة للتبلور بسهولة

ثانياً، إنه عرضة للتبلور. عندما تتقلب درجة الحرارة أو تُترك لفترة، فإن السكر السائل سيترسب على شكل بلورات، مما يجعل القياس غير فعال مباشرة بعد لف المسبار؛

قياس مستوى السائل عند درجات الحرارة العالية

أما المشكلة الثالثة فهي ارتفاع درجة الحرارة، إذ تصل درجة حرارة السكر السائل أثناء الإنتاج غالبًا إلى 80-120 درجة مئوية، مما قد يؤثر على استقرار أجهزة الاستشعار العادية وعمرها الافتراضي. ويفرض اجتماع هذه المشكلات الثلاث متطلبات صارمة للغاية على معدات القياس.

كيفية تكييف تصميم المستشعر لقياس السكر السائل؟

تُشكّل السوائل عالية اللزوجة، كالسكر السائل والزيوت اللزجة والمواد اللزجة، مشكلةً خاصةً لأجهزة قياس الضغط. فضعف سيولتها يعني سهولة التصاقها بالجدران الداخلية للأنابيب أو فجوات المعدات. ويؤدي هذا التراكم إلى انسداد أنابيب الضغط وقنوات الاستشعار في أجهزة القياس العادية، كما يجعل المجس عرضةً للتبلور مع مرور الوقت.

تصميم الإدخال المباشر يزيل أنابيب الضغط

يتجنب جهاز الإرسال ذو الطول الممتد هذه المشكلة بفضل تصميمه الذي يسمح بإدخاله مباشرةً. يدخل عنصر الاستشعار مباشرةً في حاوية تخزين المادة عبر الأنبوب القابل للتوصيل، فلا توجد أنابيب ضغط في مساره على الإطلاق. يكون التلامس بين عنصر الاستشعار والمادة مباشرًا، دون وجود قنوات إضافية أو زوايا مسدودة لتراكم المواد. لا يمكن أن يتراكم الشراب الكثيف أو دبس السكر على المسبار، ويبقى مسار نقل الضغط قصيرًا وخاليًا من العوائق. هذا يزيل خطر الانسداد الذي تواجهه أجهزة الإرسال العادية، ويحافظ على قراءات الضغط والمستوى مستمرة ومستقرة.

مادة المسبار مصممة للالتصاق عالي اللزوجة

بالنسبة للسكر السائل تحديداً، صُنعت المسبار من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو سبيكة هاستيلوي، بسطح مصقول يقلل من التصاق السوائل. حتى في ظروف اللزوجة العالية، يمنع السطح الأملس تراكم الرواسب على المسبار نفسه.

عنصر مكثف سيراميكي لتغيرات مستوى صغيرة

يستخدم عنصر الاستشعار تصميم مكثف سيراميكي عالي الحساسية، لذا فهو يلتقط تغيرات الضغط الصغيرة ويستجيب بسرعة حتى عندما يتغير مستوى السائل بشكل طفيف فقط.

المعايير الفنية لجهاز قياس مستوى السكر السائل

تتوافق معايير جهاز إرسال الضغط هذا تمامًا مع احتياجات مصانع السكر:

• يختلف نطاق القياس، مثل مستوى السائل من 0 إلى 5 أمتار (ضغط من 0 إلى 50 كيلو باسكال)، ومن 0 إلى 3 أمتار، وهكذا.
• وهو متوافق مع مواصفات مختلفة لبراميل التخزين؛
• دقة القياس ± 0.5% من النطاق الكامل أو حتى أعلى مثل 0.2%، قابلية التكرار ± 0.1% من النطاق الكامل، بيانات دقيقة وموثوقة؛
• إخراج إشارة قياسية 4-20 مللي أمبير، يمكن توصيلها مباشرة بنظام DCS الخاص بمصنع السكر، وتدعم التحكم عن بعد؛
• مستوى الحماية هو IP67، والهيكل مصنوع من مادة سبائك الألومنيوم، والتي يمكنها التعامل مع البيئات الرطبة والمغبرة؛
• يتم تخصيص حجم الشفة والواجهة من قبل المستخدمين، مثل حجم 3 بوصات، وحجم 4 بوصات، وما إلى ذلك.