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薬液タンクにおける超音波レベルセンサでの測定

超音波レベルセンサ,超音波レベル計 薬液供給システムは、特定の目的に適した水を生成し、プロセス効率を維持し、設備を保護し、コストを最小限にするために、正確な量の化学物質をプロセスに注入します。薬液供給システムは、冷却、ボイラー、および水処理を含む3つの主な用途セグメントに分離されます。それぞれには、基本的に計量ポンプ、貯蔵タンク、レベルセンサを含む化学物質供給システムが必要です。ケミカルフィードタンクは小さく、しばしば単独で設置されます。それらは、通常、高さ1.8m (6 ')のプラスチック製の小型バルクタンク、または高さ90cm-1.8m(3'-6')の間のIBCトート、または高さ90cm(3 ')以下のドラムまたはペールです。 精製要件およびプロセスは、産業、地方自治体および商業用途において異なるが、薬液供給は水処理において共通の役割を果たします。このアプリケーションの第一の要件は、液面を監視して、追加の化学薬品供給が必要になったときにオペレーターに知らせることです。小型バルクタンクは一般的にタンカートラックから補充され、IBCトートやドラムまたはペールは交換し供給されます。

超音波レベルセンサの測定原理

短時間の高周波超音波は変換器から毎秒4回までパルスされます。音波は液体の表面から反射し、変換器にもどります。レベルセンサは、超音波の発信と受信の間の時間を測定し、これを変換器の表面と液体表面との間の距離に変換します。距離は測定されたスパンのパーセンテージに変換され、4-20mA信号として出力されます。

超音波レベルセンサの測定

設置された変換器から液体表面は、はっきりと見える必要があります。レベルセンサの下にある測定スペースには、タンク内のパイプ、継手、壁などの障害物がないように設置してください。レベルセンサは最高液面より上に配置し、通常の操作中は水没させないようにしてください。水処理システムは屋内または屋外に設置することができますが、屋外の場合、化学物質供給タンクは環境保護をもたず、太陽からの熱や天候からの寒さの影響を直接受けます。その場合、温度差によってタンク内に結露が生じることがあります。これは、温度範囲の上限でより頻繁に起こりますが、下限でも発生する可能性があり、変換器に水滴や氷が形成され、音波の伝達と受信に影響を及ぼします。かなりの結露が存在する場合は、より強力な測定範囲を持つレベルセンサを選択し、変換器面全体に非常に薄く撥水のためのワセリンを塗布します。通常、薬液は頂部から化学供給タンクに投入され、底部から使用されます。これは、典型的には、充填中に攪拌された液体表面になり、排出中に滑らかな液体表面となります。液体の種類および攪拌の量に依存して、泡が生成される場合があります。泡は音響信号を吸収し、レベルセンサの有効測定範囲を減少させることがあります。泡が存在する場合、レベルセンサをスタンドパイプに設置して表面発泡体を測定点から分離する必要があります。別の解決策としては、充填パイプをタンクの底部まで延ばし、攪拌をなくします。 蒸気は、通常、より高濃度の腐食性液体に関係しますが、高温の非腐食性液体にも見られることがあります。蒸気は音響信号を吸収し、レベルセンサの有効測定範囲を減少させる可能性があります。 著しい蒸気が存在する場合は、より強力な測定範囲を持つレベルセンサを選択し、タンクを適切に排気してください。塩酸や硝酸などの強い蒸気酸では、音響信号強度を最大にするためにレベルセンサをスタンドパイプに設置する必要があります

超音波レベルセンサの設置

このアプリケーションにレベルセンサを取り付ける方法はいくつかあります。化学薬品供給タンクの内部には通常、障害物や機器がほとんどありません。タンクトップは、平らであっても、ドーム状であっても、丸いものであってもよいし、斜めであってもよいレベルセンサが測定スパン全体で液体を直接見る設置場所を探します。場所は平らで、液体と同じ高さでアクセス可能でなければなりません。以下の機器を使用してセンサーを取り付けることができます。

スタンドパイプ

レベルセンサは、スタンドパイプに設置して表面の泡を分離し、攪拌を減衰させたり、レベルセンサの信号強度を最大にしたりすることができます。汚れたコーティング液やスケーリング液が入ったアプリケーション、内部パイプ壁に材料が堆積するような用途にはスタンドパイプを使用しないでください。スタンドパイプには断線や段差がなく1つのつながったパイプを使用しなければなりません。パイプの内径はレベルセンサのビーム幅以上でなければならず、より大きな直径のパイプが推奨されます。レベルセンサを取り付けるには、パイプの上部にロープロファイルのねじで取り付けます。カップリングの直下で、レベルセンサのデッドバンド内で、パイプの両側に2つ6.4mm(1/4’)の通気孔を開けます。パイプは、タンクの底まで、または少なくとも水位センサーの測定スパンの下まで伸びていなければなりません。パイプの底面に45度の角度をつけます。水面は45°で切った場所より上にする必要があります。パイプには常に液体がある状態に維持にします。

タンクアダプター

タンクの取り付け位置が水平で斜面ではない場合は、タンクアダプターをお勧めします。スリップxスレッドのタンクアダプターを使用し、スレッドxスレッド アダプターを使用しないでください。タンクアダプターは上下逆さには使用しないでください。

カップリング接続

より短いハーフカップリングは、より長いフルカップリングよりも推奨されます。スリップxスレッドのカップリングを使用し、スレッドxスレッドカップリングを避けてください。フルカップリングを使用する場合は、フランジ付ライザーに記載されている高さと直径の制限に従わなければなりません。

電源の接続

薬液供給タンクは、大きなポンプ、モーター、または可変周波数ドライブの近くに配置され、実質的なEMIまたはRFIノイズを生成する可能性があります。そのようなデバイスがアースに接地されていることを確認し、レベルセンサと関連する電気機器をこれらのデバイスと同じアースに接地してください。一部の地域では、頻繁な落雷の可能性もあるため、適切なサージ保護とフィルタリングが推奨されます。

フランジ付ライザー

ファイバーグラスのタンクでもタンクトップの内側に数インチ伸びる長い細いライザーは、音響の伝達と受信に影響を及ぼします。ライザーの内面は、特に設置された変換器面の下の領域に、障害とならないように滑らかで隆起がない状態にする必要があります。唯一のオプションが直径2インチのライザーである場合です。ライザーの高さとその上にある取り付け接続部の高さは5インチを超えることはできません。ライザーの高さは8インチ以上にしてください。ライザー構造内でのT接続の使用は許可されていません。

ドームルーフタンク中央への設置

可能であれば、ドームルーフタンクの中央にレベルセンサを設置しないでください。ドームトップは、音響エネルギーを増幅する放物面反射鏡のように働き、レベルセンサを特定のタンクレベルで間欠的に動作させる可能性があります。

測定スパンの設定

レベルセンサは、溶液タンク内の測定スパンに比例した4-20 mAの信号を出力します。ユーザーは、通常、4 mAを空または最低測定レベルに設定し、20 mAを最高または最高測定レベルに設定します。ポンプ、バルブ、またはアラームが作動する可能性のあるレベルまたはそれに近いレベルに4 mAまたは20 mAのスパン設定値を設定しないでください。

超音波レベルセンサ用 インターフェイス

レベルセンサ4-20mAの電流信号は、通常、ローカルコントローラまたは集中制御システムに接続されています。これらのデバイスには、PLC、SCADA、DSC、またはスタンドアロンのレベルコントローラが含まれています。いずれの制御装置も、4〜20mAの電流信号を受け入れられる仕様であれば問題ありません。コントローラの動作範囲は、レベルセンサの測定スパンと一致するようにプログラムされていなければならず、センサーの4 mAの設定値が通常は空のタンク状態よりも上に設定されていることを考慮してください。コントローラの動作範囲が正しいレベルと工学単位に設定されると、リレー設定値がポンプ、バルブ、アラームに適用され自動化されます。このアプリケーションの主な制御要件は、追加の薬液の供給が必要なときにオペレーターに通知することです。そのため、担当者またはそのサプライヤーは、詰め替えまたは交換を行う前にタンクを補充することができます。 これらのシステムは、通常、補給のための低レベル時アラームとポンプ保護のための極低レベルの回避のために使用されます。タンクを補充する場合は、プライマリシステムに加えて、独立した高レベルアラームまたは安全遮断システムを使用する必要があります。


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