Table of Contents
الدور الحاسم لأجهزة الاستشعار على المستوى المغنطيسي في مجال التشغيل المفرط والوقاية من الجري
وفي مجال التجهيز الصناعي، تؤثر إدارة المستوى السائل تأثيرا مباشرا على السلامة، وطول المعدات، والامتثال التنظيمي، وهناك نشاطان من أكثر الأنشطة تكلفة وخطورة يمكن أن يتعرض لها مرفق ما هما ظروف تفوق طاقتها (التدفق المفرط الذي يؤدي إلى الانسكابات، والغرامات البيئية، والمخاطر الناجمة عن الحرائق) وظروف التشغيل غير المأمون (عملية السائل بدون سوائل، مما يتسبب في حدوث ارتياب سريع، وفشل كارث).
أساسيات تكنولوجيا الاستشعار من المستوى المغنطيسي
مبدأ التشغيل: فلورات، ماغنت، ريد سويتيتش شاين
وفي قلب جهاز الاستشعار من المستوى المغناطيسي هو عوامة مقفلة من المغناطيس تحتوي على مغناطيس دائم، ونظراً لأن مستوى السائل يرتفع أو ينخفض، فإن حركة العوامة على طول أنبوب جذع أو مرشد، وفي داخل الجذع الثابت، توجد سلسلة من مفاتيح التبديل المزودة بأجهزة إنذار متحركة مجهزة بموجات ميكانيكية متواصلة، تكون مثبتة عند نقاط المستوى المميزة.
المستوى المضبوط من المستوى المستمر
وتتوفر أجهزة الاستشعار على مستوى ماغنتيك في تشكيلتين رئيسيتين: مستوى النقاط )من نقاط متعددة( ومستوى مستمر، وتوفر أجهزة الاستشعار على مستوى النقاط إشارات مفص َّلة على مستوى العمليات/العاملة على مستويات محددة - تأثير على أجهزة الإنذار ذات المستوى العالي )المتوافر( وأجهزة الاستنشاق ذات المستوى الضيق )المدارة الجري( وتستخدم أجهزة الارسال المغناطيسية الطول المغناطيسي أو الضعيف )٤( المقاومة( لإنتاج
العناصر والمواد الرئيسية
وتُبنى الطوفان والجذع من مواد تتوافق مع سائل العمليات، وتشمل الخيارات المشتركة 316 فولاذاً لا يُقاوم للصدأ، وهاستيلو، وبولي بروبيلين، وبوليبروبيلين، واختيار المواد الخام مثل فيتون أو إي بي دي إم على أساس درجة الحرارة والمقاومة الكيميائية، ومعدل الاستبدال المتجدد للمواقع الخطرة (تي.X، أو IECEx، أو الفئة الأولى) ويمكن تجهيزه بتركيزة
How Magnetic Level Sensors Deliver Reliable Overfill Prevention
إطفاء رفيع المستوى
وفي سيناريوهات التعبئة المفرطة، يتكون جهاز الاستشعار من أعلى درجة لملء يمكن السماح بها أو أقل بقليل، وعندما تصل العوامة إلى هذه النقطة، يؤدي التحول إلى إغلاق فوري لمضخة أو صمامات التعبئة، ولضمان عملية السلامة الفشل، تستخدم عدة منشآت تركيبة مقفلة عادة في دائرة مراقبة المضخة: إذا كان جهاز الاستشعار المزود بالأجهزة ذات المستوى المزدوج مجهزا بالكهرباء.
اختبارات التشخيص الذاتي والنزاهة
وتشتمل أجهزة الاستشعار الحديثة على خصائص اختبارية تسمح للمشغلين بتحفيز حالة السفر دون رفع المستوى السائل فعلاً، ومؤشرات فحص الشفاه، واختبار الصمامات المكتومة جزئياً، وتركيب الرفع اليدوي على العوامة، هي أساليب مشتركة، وتشمل بعض الوحدات المتقدمة دائرة متكاملة للفحص الذاتي تقوم دورياً بتبديل المغناطيس والتحقق من ذلك، وتُنبه إلى وجود قدرة أساسية على التحكم إذا فشلت.
منع الإخفاقات المشتركة
ومن الأسباب المتكررة لفشل أجهزة الاستشعار التي تزيد من وزنها، تطفؤ أو تتراكم على العوامة أو تنبع من السوائل المتذبذبة، أو تبلور المواد الكيميائية، أو الحمأة، وأجهزة الاستشعار من المستوى المغنطييسي أقل عرضة لمسائل التغليف من الطوابع الميكانيكية التي تعتمد على حركات العصي، لأن الانقلاب المغناطيسي لا يزال يصطفو التحول من خلال طبقة رقيقة من التراكم غير المغنطي.
دعم كشف الجري عن حماية المضخات والمعاملات
آثار جرافي رانينغ
وتنشأ ظروف التصريف الجاف عندما تسحب المضخة السائلة إلى أن يكون خط الشق أو الصهريج فارغا، ومع ذلك تستمر المضخة في العمل، مما يؤدي إلى ارتفاع سريع في درجة الحرارة من الفقمات والعلامات، وارتداء العجلات، والضبط النهائي، ويمكن للمضخة أن تسبب في زيادة حرارة في أقل من 30 ثانية، وتكلف الآلاف في أجزاء بديلة، وفي حالات التشريد الإيجابي، فإن مستوى التدفقات الجافة يمكن أن تلحق أضرارا باليبة الميكانيكية.
منخفض المستوى: التريب وبقايا القفز
ويُركَّب مفتاح مغناطيسي منخفض المستوى في ارتفاع يعادل الحد الأدنى المطلوب من رأس الشباك الإيجابي بالإضافة إلى هامش أمان، وعندما تهبط الطوفان إلى ما دون تلك النقطة، تتغير المفاتيح (من NC إلى NO) وتتسبب في توقف المضخات، أما بالنسبة للدبابات التي يبدأ فيها الضخ المتعدد/التوقيفات، فإن الإشارة المنخفضة المستوى يمكن أن تغلق أيضاً المضخة إلى أن يعاد تحديدها يدوياً.
الجمع بين المضخة وحماية الجري في جمعية واحدة للاستشعار
ويعرض مصانع أجهزة الاستشعار العاملة على مستوى المغنطيسي مفاتيح تبديل عائمة متعددة النقاط تتضمن الكشف عن مستوى عال وخفيض في مسبار واحد، مثلا، يمكن تركيب تركيبة ثلاثية القارات (أقل وأعلى وأجراس الإنذار) في مصباح واحد للدبابات، مما يقلل تكاليف التركيب وكميات الكابلات، ويمكن ربط التحولات المنخفضة المستوى إلى جهاز إنذار للكشف عن الوقود بينما تستخدم المفات العالية المشغلات المضغة تلقائيا.
مزايا أجهزة الاستشعار من المستوى المغنطيكي مقارنة بالتكنولوجيات البديلة
الحصانة من عملية التغيُّر
وعلى عكس أجهزة الاستشعار فوق الصوتية التي يمكن أن تضلل بالرغاوى أو البخار أو الغبار، تقوم أجهزة الاستشعار من المستوى المغنطييسي بقياس مستوى السيولة مباشرة من خلال الطفرة المادية، وتستقل عملياتها عن الديموائية الثابتة أو السلوكية أو الكثافة (طالما تضاهي الجاذبية العائمة مع السيولة)، مما يجعلها موثوقة بشكل استثنائي في التطبيقات ذات الدفعات المتغيرة للمنتجات أو خصائص سائل المختلفة.
السلامة القصوى والنزاهة والتكرار
ونظراً لأن مفاتيح التبديل المغنطيسية هي اتصالات آلية، فإنها توفر ناتجاً معزولاً عن طريق الجو يمكن أن يُسجَّل مباشرة إلى وحدات الأمان أو مذيبات منطقية مُنَظَّمة من قبل سِلْل، وكثير من النماذج يُصدَّق عليها عادة لاستخدامها في نظم مجهزة بأجهزة الأمان، وهي تستخدم أجهزة الاستشعار الإلكترونية باستخدام أجهزة الكابسة أو أجهزة معالجة صغيرة، وهي أجهزة استشعارات تُستُعيبة أيضاً.
التكلفة الإجمالية للمالكين
ونظرا لعدم وجود أجزاء متحركة في الدائرة الكهربائية وعدم وجود ختم للتسرب، فإن أجهزة الاستشعار من المستوى المغناطيسي لا تحتاج عادة إلا إلى تفتيش بصري دوري وتنظيف أنبوب الدليل العائم، إذ أن تشييدها البسيط يتيح لها العمل لمدة 10-20 سنة دون استبدالها، والتركيب أبسط من أجهزة الرادار الموجية المصحوبة أو نظم الضغط المتمايزة، لأنه لا يلزم توفير كبسة خاصة أو فتحة، وكثيرا ما تكون التكلفة الأولية أقل من التكنولوجيات المتنافسة، كما أن الصيانة الطويلة الأجل.
تطبيقات الصناعات عبر الحدود
المعالجة الكيميائية
وفي المفاعلات الكيميائية وخزانات التخزين الخاصة بالتآكلات مثل حمض السلفوريك أو الصودا الدوائية، توفر أجهزة الاستشعار المغنطيسية التي تعمل بالضغط المغناطيسي والتي تعمل بالضغط المغناطيسي والتي تستخدمها القوة المتعددة الكلور والتي توفر الحماية من الجرعات الجافة دون تعريض أجزاء معدنية للمواد الكيميائية العدوانية، وتمنع الطبيعة غير الموصلية لطريقة الاستشعار السيرك من السوائل المسيّرة، وتستخدم محطات كيميائية مفاتيح مغناطيسية عالية المستوى لمنع التداخل مع حالات الطوارئ.
معالجة المياه والمياه المستعملة
وفي محطات الرفع والبئر الرطبة، يفضل أجهزة الاستشعار من المستوى المغناطيسي على الموجات فوق الصوتية لأنها لا تعاني من فقدان الإشارة بسبب الرغاوي أو الشحوم أو التكثيف، كما أن حماية الضخ المغمورة أمر بالغ الأهمية: فالتحول المغناطيسي المنخفض المستوى يضمن توقف المضخ قبل أن ينخفض مستوى المياه إلى أسفل المسكن الحركي، والكشف عن الغلي في خزانات الكميائية (مثلا).
الغذاء والمشروب
وتستلزم التطبيقات الصحية أجهزة الاستشعار المغنطيسية المرخصة من ثلاث أزواد، والمثقلة الصمامات البلاستيكية التي يمكن أن تصمد أمام دورات التنظيف في الأرض، وتوفر أجهزة الاستشعار من المستوى المغنطيسي حماية مفرطة للدبابات المختلطة، والسفن المجهزة بالدفع، وصمامات التخزين التي تحتوي على الزيوت الصالحة للأكل، أو السوائل المائية، وقدرتها على معالجة السوائل العائمة العالية (نحو 150 درجة مئوية).
النفط والغاز/الغاز
وفي محطات تخزين النفط الخام ونظم نقل الوقود، يُلزم الرقم 2350 بفرض نظم حماية مضخمة بحد أدنى من جهازي استشعار مستقلين رفيعي المستوى، وتستوفي مفاتيح تحويل المستوى المغنطيسي هذا الشرط بموثوقية عالية، وتمنع حماية المضخات في مزارع الصهاريج من حدوث إخفاقات باهظة التكلفة أثناء عمليات نقل المنتجات، وتتوفر في الواقع مساحات آمنة ومقاومة للانفجارات للمناطق صفر والمنطقة 1.
التركيب، والإلحاق، وأفضل الممارسات
التوجيه والأماكن
ويجب أن يكون جهاز الاستشعار مركباً رأسياً في داخل الصهريج، مع طوفه مجاناً لسفر كامل طول الجذع، وينبغي أن يكون وصلة العملية (معاهدة عدم الانتشار، أو النكهة، أو المشبك الصحي) بحيث لا يغمر الحد الأقصى للملء المسكن الإلكتروني، ومن المهم أيضاً الحفاظ على تصاريح كافية من جدران الصهريج، وقطع الفحم المسخ، وعرقلة التطبيقات المتحركة لمنع الطوف.
السلك الكهربائي والدرع
لأن الاتصالات المُعادِلة حساسة لأجهزة التحويل الفولطية، واستخدام القمع المُستعجلة المناسبة (الناموسين أو الحامض المُنقّط) عند تبديل حمولات مُخدّرة مثل أكياس الاتصال، في المواقع الخطرة، يجب تركيب حواجز الأمان المتأصلة، وينبغي أن تكون الأسلاك المُلوّنة محمية مع وضع الدرع في غرفة التحكم فقط لتجنب حلقات الصنع.
الاختبار والصيانة الدورية
وأثناء التكليف، التحقق من نقاط الإصدار عن طريق ملء الخزان أو تفريغه ببطء، ومراقبة تغيير الدولة، وتوثيق المستوى الدقيق للتصوير المرجعي في المستقبل، وفيما يتعلق بالموثوقية المستمرة، تحديد اختبار وظيفي كل 12 شهرا أو وفقا لمعايير السلامة في الموقع، واستخدام آلية الاختبار اليدوية (إذا كانت متاحة) دون تغيير مستوى العمليات، وكذلك فحص العوامة ووقف التصفيق أو التآكل أو التلف الميكانيكي.
المعايير، والتصديقات، ومستوى سلامة السلامة
معايير الصناعة
وتصمم أجهزة الاستشعار على مستوى الماجيكي عادة لتلبية النظام الأساسي للنظم الإيكولوجية B31.3 للضغط، ورقم NACE MR0175 لخدمة الصواعق، ومختلف معايير حماية الانفجارات (المعايير الإلكترونية، والإيكتس، وUL، ووكالة الأمن الكندية) وفيما يتعلق بتطبيقات السلامة، ينبغي التصديق على أجهزة الاستشعار لكل من هذه النظم من المواد من الرقم IEC 61508 أو IEC 61511. Manufacturers provide Safety Manuals with failure data, proof test intervals, and diagnostic coverage.
اختيار المعلم المناسب لتطبيقك
وعند اختيار جهاز استشعار من المستوى المغناطيسي للحماية من الغليان أو الجري الجاف، النظر في المعايير التالية: حجم العمليات وتقديرها، ضغط التشغيل ودرجتها، والجاذبية المحددة السائلة (يجب أن تكون العوامة أقل كثافة من السائل المتجه إلى العوامة)، وعدد نقاط التبديل المطلوبة، ونوع الاتصال (سبست، أو سب دي تي، أو دي تي)، والتقدير الكهربائي.
الاتجاهات الناشئة: أجهزة الاستشعار من المستوى المغنطيسي وتكامل اليوت
وتشمل التطورات الأخيرة في مجال الاستشعار على المستوى المغناطيسي بروتوكولات الاتصالات اللاسلكية أو غير اللاسلكية التي تنقل مركز التبديل والبيانات التشخيصية إلى نظم المراقبة الموزعة، ويمكن للمستشعرات المتقدمة أن تبلغ عن الوضع الدقيق للعوامة على طول الجذع بأكمله باستخدام التكنولوجيا المغنطيسية، مما يتيح الصيانة التنبؤية عن طريق رصد أنماط حركة العوامات، ويجري نشر أجهزة الاستشعار ذات المستوى المغناطيسي المترابط في مزارع الصهاريج النائية من أجل الحصول على مقياس الإضافي وأجهزة المجف.
خاتمة
وتظل أجهزة الاستشعار على مستوى ماجستير حجر الزاوية في التعبئة والكشف عن الجرعات الجافة التي يمكن الاعتماد عليها بسبب البساطة والبساطات والخصائص الأساسية لحماية الفشل، وتقضي عملياتها التي لا تتصل بها على العديد من نقاط الفشل المشتركة الموجودة في أجهزة الاستشعار الميكانيكية أو الإلكترونية، وتجعلها توافقها مع معايير السلامة الصارمة الاختيار المفضل لثبات الحماية الحرجة.