Các loại thiết bị đo mức level gauge thông dụng

Thiết bị đo mức level gauge là một thiết bị được sử dụng để hiển thị mức chất lỏng trong các ứng dụng. Tùy thuộc vào loại ứng dụng được sử dụng mà chọn loại thiết bị đo mức level gauge phù hợp. Thiết bị đo mức level gauge (thước đo mức) là một phương pháp trực tiếp để đo mức.

Các loại thiết bị đo mức level gauge thông dụng

Thiết bị đo mức level gauge, hay còn gọi là thước đo mức, bao gồm một thân kim loại, được gia công để có một buồng (chamber) bên trong và một hoặc nhiều cửa sổ quan sát phía trước. Trên mỗi cửa sổ này có một tấm kính (glass) có độ bền cao đặc biệt. Tấm kính này được giữ bằng một tấm đậy kim loại (cover plate) bên ngoài và làm kín bằng bu-lông, đai ốc.

Level gauge principle

Các thiết bị đo mức nói chung hoạt động theo ba nguyên tắc chính khác nhau:

1. Vị trí (chiều cao) của bề mặt chất lỏng;

2. Áp suất đặt;

3. Khối lượng của vật chất.

Các loại thiết bị đo mức level gauge

Có 3 loại thước đo mức thường được sử dụng:

  • Reflex level gauge;
  • Transparent level gauge;
  • Magnetic level gauge.

1. Reflex Level Gauge

Reflex level gauge (thước đo mức phản xạ) hoạt động dựa trên các quy luật khúc xạ và phản xạ ánh sáng.

Reflex level gauge sử dụng kính có mặt hướng về phía buồng có rãnh hình lăng trụ với góc cắt 90°. Khi hoạt động, buồng chứa đầy chất lỏng ở phần dưới và khí hoặc hơi ở phần trên.

Mức chất lỏng được nhìn thấy do độ sáng khác nhau của kính trong chất lỏng và trong vùng khí / hơi. Thước đo mức phản xạ này không cần chiếu ánh sáng riêng để quan sát. Ánh sáng ban ngày bình thường là đủ để quan sát mức chất lỏng.

Vùng chất lỏng

Vùng này xuất hiện tối khi thước đo mức đang hoạt động, tia sáng đến mặt ngoài của kính khá vuông góc nên không bị lệch khi qua kính. Các tia này chạm tới giao diện thủy tinh / chất lỏng với độ nghiêng xấp xỉ 45°. Góc tới hạn kính / chất lỏng luôn lớn hơn 45°.

Do đó, các tia tới trong góc tới hạn bị khúc xạ trong chất lỏng, mà các thành trong của buồng đo không phản xạ nên không thể nhìn thấy các tia này khi quan sát từ bên ngoài. Trong thực tế, người quan sát nhìn thấy vùng này gần như tối hoàn toàn.

Vùng khí / hơi

Vùng này có màu sáng bạc khi quan sát. Giống như đối với vùng chất lỏng, các tia sáng chạm tới giao diện thủy tinh / khí hoặc thủy tinh / hơi với góc khoảng 45°.

Vì góc này lớn hơn góc tới hạn của thủy tinh / khí (thủy tinh / hơi), các tia không bị khúc xạ mà bị phản xạ hoàn toàn 90°, sau đó chạm tới giao diện thủy tinh / khí (thủy tinh / hơi) gần nhất với góc 45°. Tương tự, chúng sẽ được phản xạ và quay tiếp 90° về phía người quan sát, do đó vùng này sẽ xuất hiện màu sáng bạc.

Ứng dụng :

Reflex level gauge có thể được sử dụng trong hầu hết các chất lỏng và ứng dụng.

Reflex level gauge không thể sử dụng trong một số trường hợp ví dụ như:

+ Khi cần quan sát mức giao diện giữa hai chất lỏng (interface);

+ Khi chất lỏng trong quá trình là hơi nước áp suất cao. Vì trong trường hợp này, kính phải được bảo vệ khỏi tác động dung môi của nước lò hơi bằng cách sử dụng tấm chắn bằng mica…

Reflex Level Gauge

2. Transparent Level Gauge

Transparent level gauge (thước đo mức trong suốt) luôn được gắn hai tấm kính trong suốt và giữa đó chứa lưu chất cần đo. Chúng ta có thể đọc được mức lưu chất nhờ độ trong suốt khác nhau giữa hai môi trường.

Để bảo vệ bề mặt kính khỏi tác động ăn mòn của lưu chất, Transparent level gauge có thể được gắn tấm chắn mica. Thước đo mức trong suốt được khuyên dùng cho các ứng dụng mà kính cần được bảo vệ khỏi lưu chất ăn mòn và nhiệt độ cao.

Transparent Level Gauge

Ứng dụng:

+ Trong chất lỏng ăn mòn;

+ Quan sát giao diện hai hoặc nhiều lưu chất;

+ Quan sát màu chất lỏng;

+ Dùng cho hơi nước có áp suất hoạt động > 20 bar;

+ Nếu sốc nhiệt lặp đi lặp lại.

Tấm mica sử dụng trong thước đo mức trong suốt

Tấm mica (mica sheet, mica shield) được trải rộng bề mặt tiếp xúc chất lỏng để bảo vệ bề mặt thủy tinh khỏi tác động ăn mòn của dung dịch kiềm nóng hoặc axit. Tấm chắn mica cũng thường được sử dụng trong các ứng dụng hơi nước để chống ăn mòn và làm yếu kính.

3. Magnetic Level Gauge

Magnetic level gauge (thước đo mức từ tính) được sử dụng để bảo vệ phòng ngừa chống rò rỉ, an toàn môi trường, ứng dụng cần chắc chắn và không gặp sự cố với ảnh hưởng hóa học, không gây ô nhiễm, độc hại, dễ cháy hoặc nổ giống như các loại quang học.

Thước đo mức từ tính hoạt động dựa trên một số nguyên tắc vật lý cơ bản:

+ Nguyên tắc chất lỏng trong các bình thông nhau luôn ở cùng một mức;

+ Định lý Archimedes, theo đó một vật thể được ngâm trong chất lỏng nhận được độ nổi bằng trọng lượng của chất lỏng bị dịch chuyển;

+ Nguyên lý lực hút giữa hai cực Bắc và Nam của hai nam châm vĩnh cửu và lực đẩy khi hai cực giống nhau.

Có một cái phao (float) trong buồng chất lỏng (chamber) chuyển động lên xuống theo mức chất lỏng tương ứng. Một hộp (flower) chứa dãy cờ hoặc con thoi được kẹp với buồng. Dãy các cờ riêng lẻ hoặc một con thoi chứa một nam châm đã cân chỉnh, được ghép từ tính với nam châm của phao khi phao di chuyển lên hoặc xuống trong buồng chất lỏng.

Phao di chuyển làm xoay các cờ và thay đổi màu của nó hoặc thay đổi vị trí đối với con thoi. Vị trí cờ đổi màu hoặc vị trí của con thoi chính là vị trí của mức chất lỏng.

Tùy theo hướng của mỗi nam châm, mỗi phần theo chiều dọc của buồng ở bên trong sẽ hiển thị bên ngoài một nửa bề mặt của nó màu này hoặc màu kia. Thước đo hiển thị sẽ có một màu (ví dụ màu trắng) trên khu vực buồng chứa khí hoặc hơi, tương phản với màu khác (ví dụ màu đỏ) trên khu vực buồng chứa chất lỏng.

Ứng dụng:

+ Lưu chất ăn mòn hóa học;

+ Lưu chất gây ô nhiễm môi trường;

+ Lưu chất dễ cháy nổ.

Magnetic Level Gauge

Cách thay kính cho thước đo mức

Để thay kính cho thước đo mức cần thực hiện theo quy trình sau:

1. Cô lập thước đo mức khỏi quá trình bằng van cách ly trên HP và dưới LV;

2. Xả chất lỏng đo bằng van xả (drain);

3. Đảm bảo không có rò rỉ xảy ra ở van HP và LP;

4. Tháo tất cả các bu-lông chữ U, tháo kính và miếng đệm ra, sau đó làm sạch nhẵn bề mặt buồng và tấm đậy kim loại;

5. Cố định miếng đệm kín sau khi bôi một ít dầu mỡ lên bề mặt cửa sổ buồng. Bằng cách bôi mỡ, có thể dễ dàng để tháo miếng đệm vào lần tiếp theo;

6. Cố định tấm mica trong trường hợp kính trong suốt (transparent);

7. Cố định kính, sau đó cố định tấm đậy kim loại và miếng đệm, sau đó cố định bu-lông chữ U;

8. Siết chặt các bu-lông theo hướng chéo. Không bao giờ siết bu-lông theo một hướng, nếu siết chặc kính một hướng thì có khả năng làm vỡ kính;

9. Siết chặt tất cả các bu-lông chữ U bằng nhau.

Làm thế nào để vận hành level gauge trong ứng dụng hơi nước

Để vận hành thước đo mức, trước tiên hãy mở van cách ly dưới LP một chút (1/2 hoặc 1 vòng) và làm nóng kính bằng cách xả hơi liên tục trong một thời gian qua van xả.

Điều này là cần thiết bởi vì nếu chúng ta xả hơi nước vào thước đo ngay lập tức thì sự chênh lệch nhiệt độ xảy ra, kính có thể bị vỡ và sự cố có thể xảy ra.

Sau đó cách ly van xả, rồi mở van cách ly trên HP và dưới LP, sau đó kiểm tra rò rỉ.

Một điểm luôn nhớ rằng, người vận hành nghĩ rằng van trượt (slide valve) hoạt động như một van cách ly thông thường, nhưng đây không phải là van cách ly. Luôn giữ van trượt ở giữa.

Cảm ơn các bạn đã đọc bài chia sẻ. Mong nhận được sự góp ý của các bạn.

Chúc bạn thành công!

Chịu trách nhiệm nội dung

KS. Đoàn Hữu Thắng

thang.doan@pretem.com

* Bài viết có tham khảo tài liệu từ: instrumentationtools.com

Nếu bài viết hữu ích, Hãy nhấn nút chia sẻ bên dưới

Chủ đề liên quan: