Smartare nivåmätning - En nivåvakt för alla medier

Korrekt fyllnadsnivå kan vara oerhört viktigt, exempelvis till förvaringstankar inom process- och livsmedelsindustrin men även inom andra områden som exempelvis vindkraftssektorn. Med nivåvakten CleverLevel LBFS/LFFS har Baumer utvecklat en allround nivåvakt som använder frekvenssvep för att skilja på olika material och vätskor. Denna metod drar fördel av det faktum att varje material, oberoende av dess konsistens, har en dielektrisk konstant som är specifik för just det mediet. Detta gör den nya nivågivaren lämplig för praktiskt taget alla medier, inklusive vätskor, granulat och även elektrostatiska medier. Samtidigt påverkas den inte av vidhäftande ämnen eller skum som kan leda till avläsningsfel med annan teknik. Dessutom kan CleverLevel skilja mellan olika medier, detta gör givaren till något mer än bara en ersättning för den traditionella vibrationsgaffelteknik som ofta används i nivåreglering. Konfiguration är möjlig med hjälp av Teach-in knapp men med programmeringsverktyg FlexProgrammer möjliggörs även visualisering på samma gång. Den visade informationen kan kommuniceras till en högre nivåkontrollenhet vid behov och där visas i enlighet med driftsfasen.

Figur 1: Nivåmätning i tank.

Nivåvakter har en viktig funktion inom processindustrin, de övervakar högsta och lägsta värden för materialens fyllnadsnivå i tankar samt fungerar som skydd mot överspill eller torrdrift. Flera olika gränslägesgivare med olika teknologier finns tillgängliga beroende vilken specifik detektering som som avses. Problemet har varit att ingen givare gjort det möjligt att täcka flera tillämpningar med en och samma sorts nivåvakt - detta förändras nu. CleverLevel är en nivåvakt som använder sig av frekvenssvepteknik vilket gör den till en praktisk allroundlösning för nästan alla tänkbara medier.

Kraven på nivåvakter kan variera avsevärt beroende på tillämpning. Det finns därför många användningsspecifika faktorer att tänka på, så som skumbildning, aggressivitet eller brandfarlighet hos aktuell media, vidhäftande ämnen, ogynnsam installation, hastigheten på fyllningprocessen samt den noggrannhet som krävs. Den traditionella vibrationsgaffeltekniken erbjuder inte alltid den nödvändigtvis bästa lösningen på detta. Vissa gafflar sträcker sig långt in i materialet som mäts, mätfel kan även uppstå eftersom material tenderar att klibba fast på eller emellan gafflarna med mätfel som följd. Gafflarna kan vara svåra att rengöra och flytande vätskor och pulverämnen kräver ofta olika versioner av givare. Nu finns möjligheten att täcka dessa tillämpningar på ett enkelt och smidigt sätt med CleverLevel.


Figur 2: CleverLevel-serien använder en teknik med frekvenssvep vilket möjliggör mätning på olika media med högre tillförlitlighet. Avläsningarna påverkas inte av vidhäftande ämnen eller skum.

Mångsidig sensor med enkel konfiguration
Med frekvenssvep kan nivågivaren ta hänsyn till frekvensavikelsen som registreras. Sensorn analyserar resonansfrekvensen för den oscillerande strömmen som påverkas av den dielektriska konstanten för mediet. Detta gör att signalen ej påverkas av vidhäftande substans eller skum på sensorns spets. Hög känslighet över ett stort mätområde för dielektriska konstanter från 1,5 till över 100 möjliggör nivådetektering för alla typer av pulver, granulat och vätskor. Installationen är dessutom enkel.

Standardinställningen är inställd för detektering av vätska. Teach-in-funktionen möjliggör finjustering beroende på vätska och mer komplex konfiguration blir en barnlek med tillbehöret FlexProgrammer där användaren kan se sensorns signal grafiskt. Det angivna området kan justeras efter behov för att till exempel ignorera skum i nivåövervakning. Det samma gäller om sensorn ska ignorera vidhäftande ämnen. Tankar med flytande choklad är ett typiskt exempel. Även när den är tom är sensorn och behållarens väggar täckta med choklad. När nivåvakten konfigureras enligt detta förhållande reagerar CleverLevel ändå bara när tanken verkligen är full eller tom. Elektrostatisk vidhäftning, som ofta måste tas med i beräkningen i avläsningen av pulverformiga ämnen, kan även ignoreras med lämplig definition av angivet avläsningsområde.

Den enkla, grafiska konfigurationsmjukvaran ökar användarvänligheten. Det är till exempel möjligt att observera sensorns interna signal medan tröskelvärdena justeras genom musklick i den grafiska presentationen. Detta gör inte bara konfigurationsmetoden enkel och tydlig, utan det förbättrar även avsevärt tillförlitligheten i resultaten eftersom de kan kontrolleras grafiskt när som helst. Detta är också möjligt med utökade inställningsmetoder som tar hänsyn till mediets ledningsförmåga, även om två medier har samma dielektriska konstant.

Även olika medier i samma processlinje eller processtank kan detekteras för att skilja på slutprodukten. Till exempel olika typer av fisksås, olika ölsorter och så vidare. För detta ändamål kan en mätsignal matas ut så att olika dielektriska konstanter i olika medier, skum eller klibbiga ämnen kan skiljas åt i kontrollen. Detta gör det möjligt att upptäcka om ett medium är förorenat med ett annat medium, t ex olja förorenat med vatten.


Figur 3: Med stöd av FlexProgrammer kan CleverLevel-serien utföra även mer komplicerad nivådetektering.

Utvärdering av mätresultat och underhållsplanering
Den information som visualiseras med hjälp av programvara kan också överföras till det överordnade kontrollsystemet. Detta system kan sedan utvärdera mätsignalen. Det vet i slutändan om positionen för nivåpunkten flyttas eftersom ett annat medium är i tanken under till exempel spolning. Smuts i tanken kan också upptäckas på detta sätt och rengöring kan schemaläggas därefter. Idag är många applikationsområden beroende av denna information. Vindkraftverk är ett typiskt exempel på detta, eftersom "spontana" underhåll av smörjmedelbehållare är extremt dyrt. Detsamma gäller till exempel lokomotiv, fartyg eller maskiner inom jordbruk.

En ytterligare styrka hos övervakningssensorn är särskilt tydlig i flyttbara tankar. Givaren fungerar normalt med en svarstid på 0,1 sek Vilket möjliggör processer med höghastighetsfyllning och exakt underhåll av fyllnadsnivåer. Det blir emellertid en nackdel om tanken är i rörelse och innehållet skvalpar runt. I dessa fall går det att ställa in en avläsningsfördröjning på upp till 10 sekunder för att undvika falska signaler på grund av rörelser i tanken.


Figur 4: Genom att använda FlexProgrammer kan avläsningsintervallet justeras efter behov för att ignorera skum under övervakning av nivån.

Robust, hygienisk och med ATEX-godkännande
CleverLevel kan monteras i valfritt läge och fungerar därmed på trånga och otillgängliga platser. Den LED-enhet som signalerar detekteringsprocessen är mycket synlig i alla riktningar. Sensorn arbetar tyst och följer skyddsklass IP67-standarden, den är lämplig för omgivningstemperaturer mellan -40° C och +200° C. Avläsningen är också opåverkad av vibrationer. Till exempel är detta viktigt om nivåvakten är placerad nära en pump som skydd mot torrkörning. Det lilla avläsningsdjupet på endast 15 mm är också ett positivt inslag under dessa omständigheter. Flöde och tryck påverkas knappast.

Utöver de industriella processanslutningarna finns även versioner med EHEDG-godkännande och en ATEX-version för Ex-områden för tillämpningar med höga hygienkrav. Det finns otaliga användningsmöjligheter för denna allroundnivåvakt. Livsmedels- och dryckesindustrin kan dra nytta av dess möjligheter lika mycket som alla andra branscher, från läkemedel, kemi, petrokemi och processteknik ända till vattenförsörjning och avloppsvatten. Ytterligare tillämpningsområden återfinns i vindkraftverk, motorredskap, spannmålskvarnar eller reningsanläggningar och pumpsystem.

För mer information: www.baumer.com/cleverlevel


Figur 5: Det finns flera användningsområden för denna allroundnivågivare, såsom att fylla flytande choklad.

  Mer information…