Pomiar poziomu granicznego w procesie transformacji technologicznej: od rejestrowania zwykłych wartości pomiarowych po inteligentne systemy zapewniające bezpieczeństwo

Podczas pomiaru poziomu granicznego wykorzystywane są różne zasady fizyczne – począwszy od pomiarów pojemnościowych i przewodzących, po metody mikrofalowe, radiometryczne i mechaniczne. Nie każda zasada pomiarowa jest odpowiednia dla każdego zastosowania. Różnice występują przede wszystkim w zależności od medium, wymogów konserwacyjnych oraz niezawodności w trudnych warunkach procesowych, takich jak pienienie, lepkość czy temperatura. 
Poniższy przegląd pokazuje, czym konkretnie różnią się między sobą dostępne technologie detekcji poziomu granicznego:

 

Wniosek:
Podczas gdy pojemnościowe, przewodnościowe i mechaniczne metody pomiaru są uzależnione od rodzaju medium lub wymagają częstych konserwacji, wibracyjne sygnalizatory poziomu granicznego gwarantują uniwersalne zastosowanie, łatwą integrację i bezwarunkową niezawodność. Wibracyjne sygnalizatory poziomu okazują się optymalnym rozwiązaniem, szczególnie w przypadku cieczy. Spełniają nie tylko najważniejsze wymogi, takie jak brak zależności od medium, konieczności kalibracji i konserwacji oraz dużą wytrzymałość, ale są również niedrogie i niezawodne, a tym samym idealne do niemalże każdego zastosowania w przemysłowej detekcji poziomu granicznego.

Praktyka pokazuje, jak wszechstronne są nowoczesne sygnalizatory poziomu granicznego. Pełnią kluczowe funkcje w niezliczonych procesach – są niezawodne, bezpieczne i nie wymagają konserwacji.

1. Zabezpieczenie przed przepełnieniem i detekcja nieszczelności
Wibracyjne sygnalizatory poziomu granicznego są często stosowane jako zabezpieczenie przed przepełnieniem w zbiornikach magazynowych, reaktorach lub zbiornikach. Dzięki dopuszczeniu WHG są idealnie przystosowane do cieczy niosących ryzyko zanieczyszczenia wody. Precyzyjnie wykrywają maksymalny poziom napełnienia, zapobiegając w ten sposób wyciekom i zagrożeniom dla środowiska.

W przemyśle spożywczym i farmaceutycznym standardem są modele spełniające wymogi higieniczne. Polerowane powierzchnie, przyłącza bez martwych przestrzeni, odporność na procesy CIP/SIP oraz zgodność z normą EHEDG gwarantują higienę i łatwość czyszczenia – nawet w przypadku mediów o dużej lepkości lub silnego pienienia.

Sondy VEGA, takie jak na przykład wibracyjne sygnalizatory poziomu granicznego z serii VEGASWING, są dostępne również w wersjach higienicznych, dzięki czemu idealnie nadają się do zastosowań wymagających przestrzegania krytycznych aspektów procesów CIP i SIP w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.

2. Ochrona przed suchobiegiem
Jako zabezpieczenie przed suchobiegiem wibracyjne sygnalizatory poziomu granicznego chronią przed uszkodzeniem pompy tłoczące i dozujące oraz sprężarki. Gdy poziom cieczy spadnie, sygnalizator poziomu rozpoznaje brak cieczy i wyłącza instalację. W ten sposób zapobiega się przestojom, kawitacji i stratom energii  – co stanowi wymierny wkład w efektywność energetyczną.

3. Nadzór procesu pod wpływem ciśnienia i temperatury
W zbiornikach, rurociągach i instalacjach procesowych wibracyjne sygnalizatory poziomu granicznego zapewniają precyzyjną detekcję poziomu podczas zmian produktu lub przepływów dwufazowych. Szczególnie korzystna jest niewrażliwość sygnalizatorów poziomu granicznego na pienienie lub pęcherzyki powietrza. Nawet przy wysokich przepływach, pulsujących lub agresywnych mediach, temperaturach do +450 °C i ciśnieniach do 160 bar – sygnał pozostaje stabilny, niezawodny i nie wymaga konserwacji. 

We wszystkich zastosowaniach użytkownicy czerpią korzyści ze zredukowanych kosztów konserwacji, wysokiej dyspozycyjności systemu i niezwykle łatwego zapewniania bezpieczeństwa funkcjonalnego – włącznie z cyfrowymi protokołami kontrolnymi.

Piezoelektryczne wibracyjne sygnalizatory poziomu granicznego wykorzystują metodę widełek wibracyjnych i wyróżniają się swoją wszechstronnością. Wibrujące widełki poruszają się swobodnie w powietrzu i zmieniają częstotliwość oraz amplitudę w momencie kontaktu z cieczą, dzięki czemu urządzenie rozpoznaje poziom graniczny i wyzwala precyzyjny sygnał przełączający. Zasada ta działa niezależnie od gęstości, lepkości czy pienienia, co stanowi decydującą przewagę nad metodami pojemnościowymi lub przewodnościowymi.

Najważniejsze zalety:

• Pracują niezależnie od medium – nie wymagają parametryzacji, nawet po zmianie produktu
• Nie wymagają konserwacji dzięki braku ruchomych i zużywających się elementów konstrukcyjnych
• Najwyższy poziom bezpieczeństwa eksploatacji z certyfikatem SIL 2/3, dopuszczeniem WHG (ustawa o ochronie wód) oraz ochroną przeciwwybuchową Ex
• Odporność na temperaturę i ciśnienie do 450 °C i 160 barów
• Materiały zgodne z wymogami higienicznymi i dopuszczone do stosowania zgodnie z rozporządzeniem WE 1935/2004, EHEDG, FDA, 3-A oraz odporność na procesy CIP/SIP

Transformacja od prostych czujników poziomu granicznego po inteligentne systemy bezpieczeństwa pracujące w sieci cyfrowej oznacza zmianę paradygmatu w automatyzacji procesów. Dzisiaj wibracyjne sygnalizatory poziomu granicznego oferują dużo więcej niż tylko samą detekcję poziomu granicznego: dostarczają danych diagnostycznych i procesowych, spełniają normy bezpieczeństwa takie jak SIL i WHG, bezproblemowo integrują się z cyfrowymi strukturami instalacji oraz aktywnie chronią i optymalizują procesy.
Niezależnie od tego, czy chodzi o zakłady chemiczne, elektrownie, produkcję żywności czy przemysł stoczniowy – w każdym z tych zastosowań sygnalizatory poziomu granicznego muszą niezawodnie wykrywać moment osiągnięcia określonej wartości granicznej.

Ci, którzy podczas planowania i eksploatacji stawiają na certyfikowane, cyfrowe sygnalizatory poziomu granicznego, zyskuje podwójnie: korzyści to maksymalna niezawodnośc procesu i nieskie koszty eksploatacji dzięki bezobsługowej funkcjonalności – dziś, jutro i pojutrze.

Technologia detekcji poziomu granicznego jest procesie ciągłych zmian. Sondy poziomu już dawno przestały być zwykłymi binarnymi przełącznikami – są one cyfrowymi źródłami informacji. Dzięki takim funkcjom, jak autodiagnoza, komunikacja Bluetooth, automatyczne protokoły kontrolne oraz przesyłanie danych w czasie rzeczywistym, stają się one integralną częścią wysoce zautomatyzowanych instalacji przemysłowych.

Co więcej, nowoczesne sygnalizatory poziomu granicznego aktywnie przyczyniają się do zrównoważonego rozwoju:

• Ochrona zasobów poprzez precyzyjne sterowanie procesami
• Mniejsze zużycie chemikaliów dzięki dokładnemu pomiarowi poziomu granicznego
• Niższe zużycie energii dzięki zoptymalizowanemu sterowaniu pompą

W ten sposób nowoczesne przełączniki poziomu granicznego łączą odpowiedzialność ekologiczną z efektywnością ekonomiczną, co stanowi kluczowy czynnik przy projektowaniu instalacji zorientowanych na przyszłość.