מחווני רמה מכניים מסווגים כ
זכוכית מד
סוג ציפה
סוג עקירה
סוג דיאפרגמה
מחווני רמת לחץ דיפרנציאלי
זכוכית מד
זכוכית מד או זכוכית ראיה היא מכשיר פשוט המשמש לקביעת מפלס הנוזל על ידי קיבוע צינור זכוכית שקוף במקביל למיכל הנוזל.
על צינור הזכוכית להיות בעל קדח קטן ודופן עבה כדי שיוכל לעמוד בלחץ. כדי להגן עליו עוד יותר, הוא צריך להיות עטוף בצינור מתכת בעל פתח חריץ. שסתומים ממוקמים במקומות מתאימים לנוחות החלפת זכוכית מד שבורה ללא הפרעה בתהליך. בדרך כלל, משקפי מד אינם משמשים לגובה של יותר מ-90 ס"מ או 3 רגל. שני משקפי מד או יותר נדרשים להיות קבועים בגבהים שונים עבור מיכלים גבוהים יותר. בדרך כלל, צינורות זכוכית נבחרים כך שהם יכולים לעמוד בלחץ קיטור של 150 ק"ג/ס"מ2, ב-250 מעלות, או לחץ מים של 450 ק"ג/ס"מ2.
מד מפלס זכוכית דו-
בדרך כלל, מדדי מפלס זכוכית דו-צבעוניים אלה מותקנים בדוודים. מד מפלס זכוכית דו- זה מציג צבע אדום עבור אדים וצבע ירוק עבור מים. זה מתקבל על ידי ניצול עקרון אופטי של מדד השבירה. ה-RI שונה עבור צבעים שונים כאשר הם עוברים דרך מדיה כמו זכוכית, מים וקיטור. גוף המדיד הוא טרפז עם משקפיים אחוריים קבועים על הפרצופים הלא-מקבילים. מנורת LED דו--אור או מנורת דיכרואית רגילה עם מסננים אדומים וירוקים קבועים בצדדים הנגדיים על טרפז. תאורה מיוחדת זו מעבירה אור אלכסוני דרך משקפיים אחוריים עם מד רמה כדי להגיע למדיה הפנימית. כאשר המד מכיל אדים, הקרניים הירוקות יסטות ונמנעות מלהגיח לצד המתבונן. ואז אור אדום סוטה על ידי קיטור נע דרך החור הפנימי ומגיע אל הצופה. קרניים אדומות מוסטות ואובדות בפנים כאשר נתיב הקרניים מכיל מים כך שהקרן הירוקה מגיעה לזכוכית הקדמית של מד המפלס.
סוג ציפה
ציפה היא חומר כשהוא טבול בנוזל וכאשר צף על פני הנוזל חווה ציפה רבה יותר ממשקלו האמיתי.
על פי העיקרון, נפח הציפה שעוקר נוזל חייב להיות גדול ממשקל המצוף.
צפים סטנדרטיים
מצופים סטנדרטיים הם כדוריים או גליליים. קוטר הציפה צריך להיות גדול יותר עבור נוזלים בצפיפות- נמוכה ולהיפך. קוטר הציפה הכדורית נע בין 75 מ"מ ל-175 מ"מ. מצופים עשויים להיות-רכובים למעלה או-בצד. ניתן לעקוב אחר תנועת הציפה אלקטרו-מכנית על ידי קיבוע אליו פוטנציומטר או LVDT. ציפה מגנטית מציינת גם את מפלס הנוזל.
היתרונות של מצופים סטנדרטיים
עיצוב פשוט
דיוק גבוה
מגוון רחב של רמות מדידה
אפשרות למדידת מפלס בנוזלים קורוזיביים וצמיגים
חסרונות של מצופים סטנדרטיים
לא ניתן להשתמש בצוף סטנדרטי במיכלים תחת לחץ.
צף עם מתגי ריד
האיור מציין מערך של נגדים ומתגי קנים מחוברים.
אלה ממוקמים בדרך כלל במרחק של כ-5 מ"מ זה מזה בעמודה.
הם מרחפים דפנות מגנט קבוע לאורך עמודת מתג הקנים.
מתג הקנים נתקצר בהתבסס על מיקום המצוף ושולח זרם דרך מד הזרם.
הזרם דרך מד הזרם נוגע יותר למיקום המצוף
סוג זה של מחוון מפלס מציין רמות ברמת דיוק של 5 מ"מ.
שיטה מגנטוסטריקטיבית
השיטה Magnetostrictive היא האלגנטית ביותר מבין כל האינדיקטורים של רמת הציפה-. חיווי הרמה קובע את מיקום הציפה של הנוזל.
בשיטת Magnetostrictive, ציפה זו היא חתיכה עגולה קונצנטרית של מגנט קבוע. ההשפעות של וידמן וויארי משמשות לקביעת מיקום המצוף המגנטי על משטח נוזלי. חומר מוליך גל פרומגנטי משמש ליצירת מגנטוסטרציה.
בדרך כלל, כוח משיכה בין מוליך הגל למגנט המצוף מעלה כוח חיכוך המעכב את התנועה המתמשכת של המצוף. ניתן להפחית זאת באמצעות מוליך גל בקוטר של פחות מ-0.5 מ"מ. ניתן להשיג דיוק של כ-0.1 מ"מ בשיטה זו.
שיטה זו משמשת בתעשיות תרופות, מזון, כימיקלים, גז נפט נוזלי ומשקאות.
סוג עקירה
קפיץ איזון Displacer
סוג קפיצי איזון עקירה זה בהתחשב במקור השונות של רמת הנוזל גורם לקפיץ המצורף להתכווץ או להתרחב בתנועת העקירה כלפי מעלה ומטה. העקירה של המוט מסתיימת בכדור מגנטי. המחט המגנטית המקובעת על ציר מחוץ לבית הכדור חשה את התנועה למעלה-ו-מטה של הכדור המגנטי. תנועת הכדור המגנטי היא בסביבות 25 מ"מ. זה מוגדל באופן פנאומטי על ידי הצמדת הדש לדיסק בצורה אקסצנטרית לציר המחט המגנטית. תנועה זו מומרת לאות חשמלי על ידי סידור פוטנציומטרי.
מחליף צינורות מומנט
תנועת העקירה מפעילה פיתול על צינור הנקרא צינור המומנט. צינור המומנט החלול מורכב ממוט מומנט פנימי מרותך לצינור המומנט בקצה אחד וחופשי בקצה השני. זה נתמך על ידי מיסב ללא חיכוך. צינור המומנט מסתיים בשולי סכין בצד אחד ותומך בעקירה דרך זרוע המומנט המסתיימת בבלוק. הקצה השני של צינור המומנט מסתיים באוגן אשר מעוגן בקיר המיכל. כאשר העקירה מוזזת כלפי מעלה או מטה, פיתול מופעל על צינור המומנט דרך קצה הסכין שלו. פיתול זה מועבר אל מוט הפיתול הפנימי הנושא אותו מחוץ למיכל. התזוזה הזוויתית של המוט היא בערך 5 מעלות עד 6 מעלות. התזוזה הזוויתית של המוט קשורה באופן ליניארי למשקל ולרמת הנוזל לכאורה של העקירה. התזוזה הזוויתית של מוט המומנט מוגברת פנאומטית ללחץ דיפרנציאלי גדול על ידי הנעת הדש של מתמר דשני זרבובית. צינורות מומנט עשויים מניקל, Inconel, Monel, Hastelloy וכו'. בדרך כלל, משתמשים בעקירים באורך 0.3 מ' עד 1.5 מ', אם כי האורך יכול להגיע עד 18 מ'. מחליפים מתאימים למדידת רמות של נוזלים נקיים, ותלושים.
מחווני רמת דיאפרגמה
מחווני רמת הסרעפת מורכבים מקופסה סגורה מכל הצדדים, למעט אחת שבה קבועה דיאפרגמה גמישה. הקופסה מכילה אוויר כלוא המחובר לגלאי לחץ דרך הצינור הנימים. הדיאפרגמה עשויה מניאופרן טפלון או גומי סיליקון מחומר פלסטי דומה. קופסת הדיאפרגמה נשמרת שקועה בנוזל. כאשר מפלס הנוזל עולה, הראש הסטטי של הנוזל מפעיל כוח כלפי מעלה על הסרעפת כדי לדחוס את האוויר הכלוא. לחץ האוויר הכלוא עומד ביחס ישר לרמת הנוזל. ניתן להשתמש במחוון רמה זה בכלי -פתוחים. זה זול יותר, עם דיוק מוגבל. האוויר בסרעפת אינו כלוא, אך נשמרת אספקה רציפה דרך צינור כפי שמוצג באיור ב. צינור אוורור מאפשר לאוויר לדמם לאטמוספירה דרך פתח דימום הקיים בין צינור האוורור לסרעפת. צינור נוסף מחבר את הדיאפרגמה למחוון רמה מתאים שהוא מחוון לחץ. אספקת האוויר ליחידה מווסתת לכ-0.2 עד 0.3 בר מעל הראש ההידראולי המרבי שיימדד. דיאפרגמות נירוסטה מתאימות לסוג זה של גלאי מפלס. כאשר מפלס הנוזל עולה, לחץ מוגבר הפועל על הסרעפת גורם לה לנוע כלפי מעלה והופך את פתח הדימום לקטן יותר. כתוצאה מכך, פחות אוויר זולג דרך צינור האוורור וגורם ללחץ האוויר להצטבר. לחץ האוויר הבנוי- ואז דוחף את הסרעפת כלפי מטה ומגדיל את דליפת האוויר וכן הלאה עד שמגיעים לשיווי משקל. לחץ האוויר בתוך מארז הסרעפת הוא מדד לרמת הנוזל. מחוונים אלה מדויקים בטווח של 0.3 בר מלחץ אספקת האוויר-. הם יכולים להפעיל עד 11 פסים. ההגבלה המתכווננת ניתנת למניפולציה מתאימה כדי להגביר את מהירות התגובה.
מחווני רמת לחץ דיפרנציאלי
מפלס נוזל מפעיל לחץ הנגרם ממשקל עמוד הנוזל. ניתן למדוד לחץ זה כדי להעריך את רמת הנוזל, בתנאי שהנוזל נמצא בלחץ אטמוספרי. שיטה זו ידועה בשם מדידת מיכל הידרוסטטית (HTG). אבל אם הנוזל נמצא במיכל בלחץ, אז צריך למדוד את הלחץ ההפרש בין החלק העליון והתחתון של עמודת הנוזל כדי להבין את מפלס הנוזל.
אם P1 הוא הלחץ בתחתית המיכל
P2 הוא הלחץ בנקודת ביניים
P3 הוא הלחץ בחלק העליון של המיכל
h הוא ההבדל בגובה בין נקודות הקשה של p₁ ו-p2, ו
L הוא גובה מפלס הנוזל במיכל
לאחר מכן ρ=(P1-P2)/hg & L=(P1-P3)/ρg
ניתן למדוד את הפרש הלחץ בין החלק העליון והתחתון של מפלס הנוזל בנפרד על ידי מדידת שני הלחצים. ייתכן ששגיאת המדידה אינה זהה. לכן, מדידה בודדת נותנת את ערך הלחץ ההפרש. ניתן למדוד את ה-DP באופן מכאני על ידי שימוש במפוח במתחם שבו צד הלחץ הגבוה מחובר למפוח וצד הלחץ התחתון מחובר למתחם. בסידור זה, כפי שמוצג באיור ב' עם מפוח מלא-בנוזל המשמש למדידת DP, צד הלחץ הגבוה דוחף את הנוזל בתוך המפוח לצד הלחץ התחתון. זה מרחיב את המפוח. כתוצאה מכך, ידית המצביע-הקפיצית נדחפת לאחור, ומזיזה את המצביע ימינה. מאז DP הופך רגיש לטמפרטורת הנוזל. מפצה טמפרטורה דו מתכתי מחובר למפוח כדי לקזז את הפרש הלחץ שנוצר על ידי הפרש הטמפרטורה.
