Täyttöasteen mittaus

Määritelmä

Täyttöasteen mittauksessa selvitetään aineiden täyttökorkeus teollisuussäiliöissä, kuten esimerkiksi prosessi- ja varastosäiliöissä, siiloissa tai avoimissa kouruissa. Tätä varten mittausarvot muunnetaan elektronisiksi signaaleiksi. Tuotettu signaali integroidaan prosessiohjauksen säätöpiiriin. Tällöin eritellään jatkuvat mittausmenetelmät ja raja-arvojen mittaus. Seuraavassa selvitetään erilaisia tyyppejä yksityiskohtaisesti ja esitellään periaatteiden edut.

Täyttöasteen mittauksen tyypit

Jatkuvat mittausmenetelmät

Täyttöasteen ultraäänimittaus

Ultraääniperiaatteen toimintatapa

Lähetin lähettää ultraääniaallon pinnalle. Siitä signaali heijastuu. Signaalin kulkuajasta laite laskee anturin alareunan etäisyyden pintaan. Lähetin kompensoi automaattisesti ympäröivästä ilmakehästä riippuvaisen äänennopeuden vaikutuksen ominaisarvojen syötön ja ympäristölämpötilan mittauksen avulla.
Kun anturin alareunan ja säiliön pohjan välinen etäisyys on tiedossa, laite voi näyttää täyttötason. Jos säiliögeometria on tiedossa, voidaan mitata myös tilavuus. Erilaisten häiriökaikusuodatinten ansiosta käyttö on mahdollista myös säiliöiden sisällä, vaikka häiriökaikuja muodostavia asennusosia olisi olemassa.
Ultraäänianturit mittaavat:

• Nesteissä
• Tahnamaisissa aineissa
• Jauheissa
• Irtotuotteissa

Ultraäänianturien käyttöalueet

Täyttötason ultraäänimittarit soveltuvat perustana olevan mittausperiaatteen vuoksi erilaisiin käyttötarkoituksiin. Näin niitä käytetään ennen kaikkea avoimissa altaissa ja jätevesialueella sekä myös kemianlaitosten ja meijerien siiloissa tai säiliöissä.

Tällöin kosketuksettoman mittauksen hyvät puolet ovat edukseen. Veden likaisuusasteella tai altaan liejuuntumisella ei nimittäin ole minkäänlaista vaikutusta mittaustulokseen. Lisäksi aineeseen ei ole suoraa kosketusta, jolloin myös tiukkoja hygieniavaatimuksia asettavat käyttötarkoitukset ovat mahdollisia.

Edut

• Mittaus tapahtuu aineominaisuuksista riippumattomasti
• Soveltuu hankaaville ja aggressiivisille aineille kosketuksettoman mittauksen ansiosta

Täyttöasteen mittaus tutkaperiaatteella

Tutkamittauslaite koostuu kotelosta ja elektroniikasta, prosessiliitännästä, antennista ja anturista. Tutka-anturin antennista lähetetään lyhyitä tutkaimpulsseja, joiden kesto on n. 1 ns. Nämä heijastuvat täyttöaineesta ja antenni vastaanottaa ne kaikuina. Tutka-akselit leviävät valon nopeudella. Tutkaimpulssien kulkuaika lähetyksestä vastaanottoon on etäisyys ja siten suhteellinen täyttökorkeus. Näin selvitetty täyttökorkeus muunnetaan vastaavaksi lähtösignaaliksi ja tulostetaan mittausarvona.

Tutka-anturit mittaavat:

• Nesteissä
• Tahnamaisissa aineissa
• Jauheissa
• Irtotuotteissa

Tutka-anturien käyttöalueita

Täyttöasteantureita käytetään usein aggressiivisissa aineissa sekä dynaamisissa prosessiolosuhteissa, kuten esimerkiksi korkeissa lämpötiloissa tai paineenvaihteluissa. Mittaus tapahtuu ultraäänimittauksen tapaan kosketuksettomasti. Koska aineeseen ei ole suoraa kosketusta, tämä mittausperiaate soveltuu erityisen hyvin hygieenisiin käyttötarkoituksiin. Jugurttituotteiden tuotantoprosessit käyvät valvotusti erittäin steriilissä ympäristössä. Ne asettavat siksi erityisiä vaatimuksia kaikkien aineen kanssa kosketuksissa olevien osien puhdistettavuudelle. Vastaavasti äärimmäisiä ovat puhdistustapahtumat, koska vierasbakteerien aiheuttama kontaminaatio johtaisi koko erän menettämiseen. Jogurtin tiheydenmuutos ei vaikuta kosketuksettomaan tutkaperiaatteeseen, eivätkä hedelmät aiheuta minkäänlaista hankautumista.

Tämän lisäksi paine- ja tyhjiövaikutukset eivät vaikuta lainkaan kosketuksettomaan mittaukseen ja siksi ne soveltuvat varastosäiliöiden täyttöasteen mittaukseen. Bauksiitin lisäämiseksi tässä sovelluksessa lisätään sekoittimeen laimennettua natriumhydroksidiliuosta, joka sekoitetaan bauksiittiin. Jotta saavutettaisiin prosessin optimaalinen käyttöaste, on tärkeää, että täyttötaso säädellään määritetylle alueelle. Tutkamittauslaite selvittää ajankohtaisen täyttökorkeuden ja ilmoittaa sen edelleen ohjausjärjestelmälle. Edes kiertävät sekoittimet eivät häiritse mittausta. Myöskään vallitsevalla höyry-ympäristöllä ei ole mitään merkitystä.

Edut

• Mittausarvojen suuri tarkkuus
• Ihanteellinen dynaamisille prosessiolosuhteille

Opastettu tutka

Ohjattavan tutkan periaate

Korkean taajuuden tutkasignaaleja ohjataan napaa tai teräskaapelia pitkin. Heti, kun aineen pinta saavutetaan, nämä aallot heijastuvat ja anturi vastaanottaa ne. Aaltojen kulkuajan perusteella selvitetään täyttötaso, joka ilmoitetaan mittausarvona.

Rajatasomittaus

Uimurikytkin

Uimuriperiaatteen toimintatapa

Uimuri esittää anturia, joka ”kelluu” nesteessä alhaisen tiheytensä ansiosta. Uimurin sisällä on magneetti sekä yksi tai useampi Reed-kosketin. Kun määritelty täyttötaso saavutetaan, magneetin noste aktivoi Reed-koskettimet. Tällöin mittaus tapahtuu vaikutustekijöistä, kuten esimerkiksi paineesta, lämpötilasta, johtokyvystä ja aineiden kuplanmuodostuksesta, riippumatta. Siksi tämä periaate soveltuu erilaisiin käyttötarkoituksiin, kuten esimerkiksi vaahtoaville aineille tai dynaamisille pinnoille sekä laajan lämpötila-alueen sisälle.
Uimurikytkimet mittaavat:

• Nesteissä

Äänirauta

Värähtelevän anturin periaatteen toimintatapa

Säiliössä on värähtelevä anturi. Sitä stimuloidaan pietsosähköisesti ja se värähtelee n. 1200 Hz:n mekaanisella resonanssitaajuudellaan. Tällöin värähtelytaajuus muuttuu ainekosketuksessa. Integroitu oskillaattori rekisteröi taajuudenmuutoksen ja muuntaa sen kytkentäkomennoksi.

Etsitkö yksilölliseen tilanteeseesi sopivia täyttöasteen mittauslaitteita? Löydä nyt sopivat tuotteet täyttöasteen mittaukseen!