الميزات الرئيسية
· مؤشر معزول عن سائل العملية: يُقرأ المستوى من مؤشر محكم الإغلاق خارج الحجرة المعدنية المغلقة؛ فلا يلامس مائع العملية أي زجاج، ولا يتعرض المؤشر للضغط.
ما هو مؤشر المستوى المغناطيسي؟
يتكون مؤشر المستوى المغناطيسي من حجرة مركّبة موازية لوعاء العملية عبر وصلتين علوية وسفلية، وعوامة مغناطيسية ترتفع وتنخفض مع السائل داخل هذه الحجرة، ومؤشر مغناطيسي مثبت على السطح الخارجي للحجرة. ووفق مبدأ الأواني المستطرقة يطابق المستوى في الحجرة المستوى في الوعاء. وتولّد مغانط العوامة مجالًا يعبر جدار الحجرة غير المغناطيسي فيقلب رقائق ملونة أو يسحب مؤشرًا مكوكيًا من الخارج، فيرى المشغّل المستوى من بعيد على شكل تغيّر واضح في اللون.
وعلى خلاف المؤشرات التقليدية التي يُرى فيها السائل مباشرة خلف الزجاج، يُبقي هذا التصميم مائع العملية بالكامل داخل حجرة معدنية مغلقة. فلا يوجد في المؤشر زجاج معرّض للضغط أو الحرارة، وتقل نقاط التسرب المحتملة، ولذلك يُفضَّل هذا التصميم مع الموائع القابلة للاشتعال والسامة والأكالة والساخنة وعالية الضغط.
وعند الحاجة إلى إشارة مستوى مستمرة يُضاف إلى الحجرة نفسها جهاز إرسال مستوى مغناطيسي تقبضي خارجي التركيب. يُثبَّت أنبوب الحساس بمشابك على طول الحجرة ويرصد المجال المغناطيسي للعوامة نفسها، فلا حاجة إلى فتحة إضافية في العملية أو إلى تعديل الأنابيب. وبذلك يجتمع على حجرة واحدة البيان المحلي والقياس الإلكتروني لنظام التحكم، ومفاتيح المستوى عند الحاجة. أما التطبيقات التي تحتاج إلى القياس من أعلى الخزان دون حجرة، فيمكن النظر فيها في أجهزة إرسال المستوى بالرادار غير التلامسي كبديل.
مبدأ العمل: العوامة والاقتران المغناطيسي والقياس المغناطيسي التقبضي
يجمع النظام بين عنصر طفو ميكانيكي وطريقتين مختلفتين للقراءة: الاقتران المغناطيسي للمؤشر المرئي، وقياس زمن الانتقال المغناطيسي التقبضي للإشارة الإلكترونية. ويمكن تلخيص السلسلة في خمس مراحل:
1. معادلة المستوى في الحجرة: تتصل الحجرة بالوعاء عبر وصلتي عملية علوية وسفلية؛ وكما في الأواني المستطرقة يتبع مستوى السائل في الحجرة المستوى في الوعاء. ويُبقي نابض أو قرص لإيقاف العوامة عند طرفي الحجرة العوامة ضمن منطقة القياس.
2. العوامة تتبع المستوى: تُحسب العوامة وفق الكثافة النوعية للمائع وضغطه وحرارته، وتُثقَّل بحيث توفّر قوة طفو صاعدة لا تقل عن 75 g. وتولّد مغانط مرتبة على مسافات دقيقة مجالًا مغناطيسيًا يغطي 360° حول الحجرة.
3. البيان المرئي عبر الاقتران المغناطيسي: مع ارتفاع العوامة يقلب مجالها المغناطيسي الرقائق ثنائية اللون داخل أنبوب محكم الإغلاق واحدة تلو الأخرى، أو يسحب مؤشرًا مكوكيًا. فتظهر منطقة السائل ومنطقة الغاز بلونين مختلفين، ويعطي تدريج بجوار المؤشر المستوى بوحدات الطول أو الحجم أو النسبة المئوية.
4. الموجة الالتوائية في السلك المغناطيسي التقبضي: على فترات منتظمة ترسل إلكترونيات جهاز الإرسال الخارجي نبضة تيار منخفضة الطاقة في سلك خاص داخل أنبوب الحساس. وحيث يتفاعل المجال المغناطيسي الناتج عن هذه النبضة مع مجال العوامة، يتكوّن في السلك إجهاد التوائي (تأثير فيدمان)، ويسري هذا الالتواء على طول السلك بسرعة معروفة.
5. من زمن الانتقال إلى المستوى: يحوّل عنصر استشعار في رأس جهاز الإرسال الالتواء الميكانيكي إلى نبضة عودة كهربائية. ويقيس المعالج الدقيق الزمن بين نبضة البدء ونبضة العودة، فيحسب موضع العوامة ومن ثم المستوى، ويحدّث الخرج بمعدل 10 قياسات في الثانية
قياس المستوى الكلي والسطح البيني
عندما تُثقَّل العوامة بحيث تغوص في السائل العلوي وتطفو على السائل السفلي، فإنها تتبع السطح البيني بينهما؛ وبهذه الطريقة يمكن تتبّع أسطح بينية لا يتجاوز فرق الكثافة النوعية فيها 0.03. وإذا لزم قياس المستوى الكلي والسطح البيني معًا، تُستخدم عوامتان في الحجرة. ويُطلب المؤشر عندئذ بإصدار مزدوج المستوى، ويُعاير جهاز الإرسال لتطبيق العوامتين ويعرض القيمتين معًا عند اختيار خيار عرض المستويين.
ماذا يعني التركيب الخارجي بالنسبة للعملية
يقع أنبوب الحساس في جهاز الإرسال المغناطيسي التقبضي خارج الحجرة ويُثبَّت بمشابك من الفولاذ المقاوم للصدأ، وتبقى العوامة الجزء المتحرك الوحيد الملامس لسائل العملية. ونتيجة لذلك يمكن إضافة جهاز الإرسال وتدريج المؤشر ومفاتيح المستوى أو ضبطها أو صيانتها دون تعديل الأنابيب ودون إيقاف العملية، كما يمكن استبدال وحدة الإلكترونيات أو ترقيتها في الموقع.
العوامل المؤثرة في دقة جهاز الإرسال
تُحدَّد قيمة الدقة لجهاز الإرسال في ظروف المصنع المحيطة باستخدام مغناطيس معايرة. أما في الموقع فتتأثر دقة النظام الفعلية أيضًا بتخلّف العوامة (Hysteresis) وطريقة تركيب الحجرة وتغيّرات الكثافة النوعية للمائع والظروف المحيطة. لذلك يجب التعامل مع تصميم العوامة واختيار جهاز الإرسال معًا.
ولأن المؤشر يعمل دون كهرباء، تبقى قراءة المستوى ممكنة أثناء انقطاع التيار، بينما يستخدم جهاز الإرسال العوامة نفسها لتزويد نظام التحكم بإشارة مستمرة. ولأن مساري القياس يعتمدان على العوامة ذاتها، تسهل المقارنة بين القراءة المحلية وقيمة غرفة التحكم.
· عوامة مصممة للتطبيق: تُحسب كل عوامة وفق الكثافة النوعية للمائع وضغطه وحرارته، فتوفّر قوة طفو لا تقل عن 75 g ومجالًا مغناطيسيًا يغطي 360°.
· نطاق واسع للضغط والحرارة: يغطي تصميم الحجرة ظروف العملية من التفريغ الكامل حتى 345 bar ومن –196 °C إلى 538 °C.
· الكثافة المنخفضة والسطح البيني: تتوفر تصاميم للسوائل التي تنخفض كثافتها النوعية إلى 0.25، ولجميع نطاقات اللزوجة، وللأسطح البينية التي ينخفض فيها فرق الكثافة النوعية إلى 0.03.
· خيارات المؤشر: مؤشر مكوكي عالي الوضوح أو مؤشر رقائق بألوان أصفر/أسود أو أحمر/أبيض أو أحمر/أخضر أو أحمر/أسود؛ مع خيارات المؤشر مزدوج المستوى وبيان عطل العوامة.
· جهاز إرسال مغناطيسي تقبضي عالي الدقة: دقة قياس ±0.01% من كامل التدريج (FS) أو 1.27 mm (أيهما أكبر)، وقابلية تكرار ±0.005% أو 0.315 mm، وتصميم معاير في المصنع لا يحتاج إلى إعادة معايرة.
· المستوى الكلي والسطح البيني في جهاز واحد: يستطيع جهاز الإرسال قياس المستوى الكلي أو مستوى السطح البيني أو كليهما؛ ويتيح جدول خطية من 21 نقطة توصيف الحجم.
· واجهة محلية بعرض شكل الموجة: تعرض الشاشة الاختيارية شكل موجة الإشارة، فيمكن التحقق من الأداء دون راسم إشارة (Oscilloscope)؛ وتُضبط الإعدادات بأزرار تعمل عبر الزجاج دون فتح الغطاء، وتُعرض الأعطال بنص واضح متوافق مع NE 107.
· اتصال رقمي: خرج 4…20 mA HART (المراجعة 7) أو FOUNDATION Fieldbus (ITK 6.3.0)؛ واتجاه إنذار وفق NE 43 يمكن اختياره برمجيًا أو عبر العتاد.
· خيارات حساس للحرارة القصوى: تُستخدم المسابير القياسية بين –80 °C و232.22 °C أو 426.66 °C، والمسابير فائقة البرودة المطهّرة بالنيتروجين بين –195.55 °C و121 °C؛ مع خيار امتداد للغلاف منحنٍ بزاوية 90° وإلكترونيات عن بُعد حتى 30 m.
· ملحقات شاملة للحجرة: يمكن تركيب مفاتيح المستوى، والامتدادات المانعة للصقيع، والتتبع الحراري بالبخار أو الكهرباء، والعزل للحرارة المرتفعة وفائق البرودة، ومصائد الجسيمات المغناطيسية، وصمامات التصريف/التنفيس في المصنع مع الحجرة.
المواصفات الفنية
القيم أدناه بيانات فنية نموذجية لمؤشر المستوى المغناطيسي بحجرة جانبية ولجهاز إرسال المستوى المغناطيسي التقبضي خارجي التركيب. ولأن الحجرة والعوامة والوصلات تُصمَّم لكل عملية، يجب تأكيد القيم النهائية للضغط والحرارة وطول القياس في مرحلة المشروع وفق المادة والتهيئة المختارة.
المعامل | البيانات الفنية |
المؤشر – مبدأ القياس | عوامة مغناطيسية في حجرة جانبية؛ مؤشر رقائق (Bargraph) أو مؤشر مكوكي مقترن مغناطيسيًا |
المؤشر – ضغط العملية | من التفريغ الكامل حتى 345 bar (حسب المادة وتصنيف الوصلة) |
المؤشر – حرارة العملية | –196…538 °C (حسب نوع المؤشر والعزل والمادة) |
أدنى كثافة نوعية / السطح البيني | كثافة نوعية حتى 0.25؛ سطح بيني حتى فرق كثافة نوعية 0.03؛ جميع درجات اللزوجة |
العوامة | محسوبة للعملية، قوة طفو لا تقل عن 75 g، مجال مغناطيسي 360° |
حد حرارة أنبوب المؤشر | أنبوب بلاستيكي محكم 121 °C · أنبوب زجاجي محكم الإغلاق: 538 °C مع المؤشر المكوكي و343 °C مع مؤشر الرقائق (يمكن رفعه بخيارات العزل) |
مواد الحجرة | فولاذ مقاوم للصدأ بدرجات 316/316L و304/304L و317/317L و321 و347 و904؛ سبيكة 20، سبيكة B، سبيكة C-276، سبيكة 400 و600 و625 و800 و825؛ تيتانيوم؛ زركونيوم؛ فولاذ كربوني وفولاذ كربوني للحرارة المنخفضة؛ فولاذ دوبلكس مقاوم للصدأ؛ فولاذ مقاوم للصدأ مبطن بـ PTFE أو ETFE أو ECTFE؛ PVC وCPVC وPVDF والبولي بروبيلين والإيبوكسي أو الفينيل إستر المقوّى بالألياف الزجاجية |
وصلات العملية | شفاه ASME B16.5 (½–6 بوصات، فئات ضغط 150–2500)، شفاه EN 1092 (DN15–DN150، PN16–PN320)؛ وصلات ملولبة وباللحام التجويفي وباللحام التناكبي؛ تركيبات وصلات علوية وجانبية وسفلية |
جهاز الإرسال – مبدأ القياس | مغناطيسي تقبضي، زمن الانتقال؛ تركيب خارجي على الحجرة (دون تلامس مع العملية) |
جهاز الإرسال – الدقة | ±0.01% من كامل التدريج أو 1.27 mm، أيهما أكبر (في ظروف المصنع، بمغناطيس معايرة) |
قابلية التكرار / اللاخطية | ±0.005% أو 0.315 mm · ±0.01% أو 0.86 mm (أيهما أكبر) |
طول المسبار / أدنى مدى | 304.8 mm – 15.24 m (حتى 7.62 m مع امتداد الغلاف بزاوية 90°) · أدنى مدى قياس 76.2 mm |
حرارة العملية للحساس | –195.5…426.6 °C حسب نوع المسبار |
معدل التحديث والتخميد | 10 قياسات في الثانية · تخميد 0.1–60 s |
الخرج والاتصال | 4…20 mA + HART (المراجعة 7) أو FOUNDATION Fieldbus (ITK 6.3.0)؛ إنذار NE 43: 21 mA أو 3.6 mA |
التغذية الكهربائية | HART: 12–42 V DC (بحد أقصى 30 V DC في التركيبات الآمنة جوهريًا) · Fieldbus: 9.0–32 V DC |
غلاف الإلكترونيات | بحجرتين؛ ألومنيوم مصبوب منخفض النحاس مطلي بالمسحوق أو فولاذ مقاوم للصدأ 316؛ IP66، NEMA 4X؛ حرارة محيطة –40…85 °C؛ خيار إلكترونيات عن بُعد 5 أو 10 أو 20 أو 30 m |
أنبوب الحساس | فولاذ مقاوم للصدأ 316/L؛ مشابك تثبيت من الفولاذ المقاوم للصدأ، ومخمّدات اهتزاز اختيارية |
الحدود القصوى للحرارة وأطوال القياس في الحجرات المبطنة والبلاستيكية أقل منها في الحجرات المعدنية (مثلًا 5.48 m لحجرات PVC وCPVC وPVDF والألياف الزجاجية). وقد يكون حد حرارة جهاز الإرسال أدنى من حد حجرة المؤشر؛ ويُحدَّد حد النظام دائمًا بالقيمة الأدنى.
المزايا الرئيسية
· قراءة محلية آمنة: مع غياب الزجاج المعرّض للضغط وبقاء المائع داخل حجرة مغلقة، ينخفض خطر التسرب والكسر مع الموائع القابلة للاشتعال والسامة.
· المستوى مرئي أثناء انقطاع الكهرباء: لأن المؤشر لا يحتاج إلى طاقة كهربائية، تبقى قراءة المستوى ممكنة بعد انقطاع التيار وقبل التشغيل التجريبي.
· توسعة دون توقف العملية: يمكن لاحقًا إضافة جهاز الإرسال والتدريج والمفاتيح على الحجرة أو ضبطها أو استبدالها دون أي تعديل على الأنابيب.
· عوامة واحدة وقراءتان مستقلتان: يستخدم المؤشر المرئي وجهاز الإرسال الإلكتروني العوامة نفسها، فتسهل المقارنة بين القراءة الميدانية وقيمة غرفة التحكم.
· صيانة منخفضة دون معايرة ميدانية: يقلّل التصميم المتين، والمؤشر الذي لا يحتاج إلى معايرة في الموقع، وجهاز الإرسال المعاير في المصنع عبء الصيانة؛ ويمكن نفخ الحجرة أو غسلها دون فكّها.
· توريد مجمّع ومختبر بالكامل في المصنع: تُجمَّع الحجرة والمؤشر وجهاز الإرسال والملحقات وتُختبر في المصنع وتُشحن مع تقارير الجودة، ما يقلّل أعمال التصنيع والتركيب في الموقع.
· مرونة في المواد للموائع الصعبة: تمتد تشكيلة المواد من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى سبائك النيكل، ومن التيتانيوم إلى الحجرات المبطنة والبلاستيكية، ما يتيح اختيارًا ملائمًا للموائع الأكالة.
مجالات التطبيق
تُستخدم مؤشرات المستوى المغناطيسية وأجهزة الإرسال المغناطيسية التقبضية خارجية التركيب في المنشآت التي تتعامل مع موائع أكالة وقابلة للاشتعال وسامة وساخنة وعالية الضغط، وفي مقدمتها النفط والغاز والبتروكيماويات والكيماويات وتوليد الطاقة.
عمليات النفط والغاز
تُستخدم للبيان المحلي للمستوى الكلي ومستوى السطح البيني في أوعية الضغط ولنقل هذه القيم إلى نظام التحكم. ويمكن توريد شهادات صلادة وفق NACE MR0103 وMR0175/ISO 15156 لظروف الخدمة الحمضية.
مصانع البتروكيماويات والكيماويات
مع الموائع الأكالة والسامة والقابلة للاشتعال، توفّر خيارات الحجرات من سبائك النيكل أو التيتانيوم أو الزركونيوم أو المبطنة بـ PTFE أو البلاستيكية مادة متوافقة مع المائع، ويبقى المائع معزولًا تمامًا عن المؤشر.
توليد الطاقة والغلايات
يتوفر خيار اعتماد نوع بحري وصناعي للغلايات عالية الضغط. وللخدمة عالية الحرارة يمكن استخدام المؤشر المكوكي بأنبوب زجاجي محكم الإغلاق حتى 538 °C، مع إمكانية إضافة ملحقات العزل والتتبع الحراري.
التطبيقات فائقة البرودة
تمنع المؤشرات المزودة بامتداد مانع للصقيع تراكم الجليد من حجب الرؤية، ويمكن استخدامها حتى –196 °C؛ ويدعم العزل فائق البرودة ومسابير جهاز الإرسال المطهّرة بالنيتروجين استقرار القياس في الحرارة المنخفضة.
البيئات عالية الاهتزاز
قرب المعدات عالية الاهتزاز مثل الضواغط، يُثبَّت جهاز الإرسال على الحجرة بمخمّدات اهتزاز يتوقف عددها على طول القياس؛ ويوصى بمخمّدين على الأقل لأطوال القياس حتى 914.4 mm.
مراقبة موضع الصمامات
عند استخدامه مع مجموعة مغناطيس مثبتة على ساق الصمام، يستطيع جهاز الإرسال المغناطيسي التقبضي توفير قياس مستمر للموضع في تطبيقات مثل صمامات التحكم الهيدروليكية.
كيف تختار مؤشر المستوى المغناطيسي وجهاز الإرسال
تُصمَّم أنظمة المستوى المغناطيسية حسب الطلب، ويعتمد الأداء الصحيح إلى حد كبير على تصميم العوامة والحجرة. وللتقييم الفني يلزم توضيح المعلومات التالية:
مائع العملية
· الكثافة النوعية التشغيلية والدنيا للمائع؛ وفي حالة السطح البيني، الكثافتان النوعيتان للسائلين العلوي والسفلي
· حرارة وضغط التشغيل والتصميم؛ وأدنى درجة حرارة محيطة
· نوع القياس: المستوى الكلي أو السطح البيني أو كلاهما (مستوى مزدوج)
· هل الخدمة ماء/بخار، وهل يوجد اهتزاز شديد
الحجرة ووصلات العملية
· مادة الحجرة والوصلات؛ وعند اختيار حجرة مبطنة تُصنع الوصلات بالتبطين نفسه
· طول القياس والمسافة بين الوصلات (من المركز إلى المركز، من الوجه إلى الوجه، إلخ)
· مقاس وصلات العملية ونوعها وتصنيف ضغطها واتجاهها (جانبية–جانبية، علوية–سفلية، إلخ)
· وصلات التنفيس والتصريف، والحاجة إلى صمامات
· دعامات تثبيت للأطوال التي تتجاوز 12 ft؛ ومقاطع مشفّهة أو حجرة ملحومة قطعة واحدة للأطوال التي تتجاوز 20 ft
المؤشر والتدريج
· نوع المؤشر: مكوكي أو رقائق؛ وتركيبة ألوان الرقائق
· وحدة التدريج: ft/in أو m/cm (بتقسيمات 1 cm) أو نسبة مئوية أو حجم؛ وتدريجات خاصة
· ملاءمة مادة أنبوب المؤشر لحرارة العملية (بلاستيك أو زجاج محكم الإغلاق)
· الحاجة إلى امتداد مانع للصقيع في التطبيقات فائقة البرودة
جهاز الإرسال والتكامل مع الأنظمة
· الخرج: 4…20 mA HART أو FOUNDATION Fieldbus
· نوع المسبار وفق الحرارة المحيطة وحرارة العملية؛ وتركيب غلاف الإلكترونيات في الأعلى أو الأسفل؛ وإلكترونيات عن بُعد عند الحاجة
· المعايرة لقياس المستوى الكلي أو السطح البيني أو العوامتين؛ وشهادة تحقق من المعايرة بثلاث أو خمس نقاط
· نوع الحماية للمنطقة الخطرة ومتطلبات SIL
· الشاشة المحلية الاختيارية، والحماية من التيارات العابرة، ومادة الغلاف
الملحقات وظروف الموقع
· مفاتيح مستوى مركّبة على الحجرة لقياس المستوى النقطي
· التتبع الحراري بالبخار أو الكهرباء، أو قميص بخار، أو عزل للحرارة المرتفعة أو فائق البرودة
· مصائد الجسيمات المغناطيسية ودعامات التركيب
· الحاجة إلى عزل الحجرة لحماية العاملين
عندما تكون الكثافة النوعية منخفضة جدًا أو متغيرة ويصعب تصميم العوامة، يجب أيضًا المقارنة مع تقنيات بديلة مثل فرق الضغط أو الرادار الموجه.
معايير التصنيع والاختبارات والاعتمادات
تُصنَّع الحجرات داخليًا على أيدي لحّامين معتمدين وفق الكودات. ونلخّص أدناه أهم المعايير والاختبارات والوثائق المتاحة عند الطلب.
المعيار / الاعتماد | النطاق والوصف |
ختم ASME ومعايير الأنابيب | خيار ختم ASME من فئة U أو UM أو S؛ وشهادة مطابقة لـ ANSI/ASME B31.1 وB31.3؛ وشفاه وفق ASME B16.5 وEN 1092. |
PED وRoHS | إعلان مطابقة لتوجيه معدات الضغط (الفئات I–IV) أو شهادة مطابقة للممارسة الهندسية السليمة (SEP)؛ ومطابقة RoHS. |
NACE | شهادات صلادة وفق NACE MR0103 وNACE MR0175/ISO 15156. |
الفحوص غير الإتلافية والاختبارات | الفحص بالتصوير الإشعاعي، والفحص بالسائل النافذ (كامل أو بعينة 10%)، والاختبار الهيدروستاتيكي (10–120 دقيقة، مع خيارات التسجيل البياني)، والاختبار الهيدروستاتيكي للعوامة، وقياس السماكة بالموجات فوق الصوتية، والفحص بالجسيمات المغناطيسية، واختبار التسرب بالهيليوم، واختبار الأداء الميكانيكي. |
توثيق المواد | شهادات فحص 3.1 أو 3.2 وفق EN 10204، وتحديد المواد الإيجابي (PMI)، والتفتيش من جهة ثالثة، ومنحنيات العوامة (المستوى الكلي). |
اعتمادات المؤشر | اعتماد ATEX وEAC Ex على أساس السلامة الإنشائية مع مواد غير نادرة، ومجموعة تدريج مؤشر بدرجة حماية IP68، ورقم التسجيل الكندي (CRN). |
اعتمادات المناطق الخطرة لجهاز الإرسال | أنواع حماية مقاومة للانفجار (Ex d) وآمنة جوهريًا (Ex ia/ic) ومحمية من الغبار ضمن ATEX وIECEx؛ واعتمادات FM للولايات المتحدة وكندا؛ وخيارات اعتمادات وطنية لـ INMETRO وEAC والصين وكوريا. |
IEC 61508 – السلامة الوظيفية | خيار شهادة لجهاز الإرسال لتطبيقات SIL 2 في قناة واحدة (HFT=0) وSIL 3 في بنية مزدوجة (HFT=1). |
الحماية من التيارات العابرة ودرجة الحماية | خيار حماية مدمجة من التيارات العابرة وفق IEC 61000-4-5؛ ودرجة حماية IP66 وNEMA 4X لغلاف جهاز الإرسال. |
يُحدَّد نطاق التوثيق والاعتمادات لكل طلب؛ ومن المهم توضيح متطلبات مثل PED وختم ASME وNACE في بداية المشروع لتخطيط موعد التسليم والتصنيع.
حلول TLY Enerji لقياس المستوى المغناطيسي
لأن مؤشر المستوى المغناطيسي معدة ضغط تُصمَّم حسب الطلب، تبدأ TLY Enerji كل مشروع بجمع البيانات. تُوضَّح الكثافات النوعية للمائع، وضغط التصميم وحرارته، وطول القياس، ومواضع الوصلات، ومتطلبات المواد عبر استمارة بيانات العملية، ثم تُختار العوامة والحجرة ونوع المؤشر وجهاز الإرسال في تقييم فني واحد.
ويرافق فريقنا الهندسي العملاء في تحديد متطلبات التوثيق مثل ASME وPED وNACE في مرحلة عرض السعر، ومتابعة رسومات الاعتماد وخطط الاختبار، والتكامل مع PLC/DCS عبر HART أو FOUNDATION Fieldbus، والتشغيل التجريبي والدعم الميداني. وللمنشآت التي تحتاج إلى إضافة جهاز إرسال أو مفاتيح إلى مؤشرات قائمة، نخطط لتحويلات لا تتطلب إيقاف العملية. ثم يُشغَّل نظام المؤشر وجهاز الإرسال والمفاتيح في الموقع ضمن مسؤولية توريد وهندسة واحدة.
الأسئلة الشائعة
كيف يعمل مؤشر المستوى المغناطيسي؟
يتبع مستوى السائل في حجرة جانبية متصلة بالوعاء على التوازي مستوى الوعاء وفق مبدأ الأواني المستطرقة. وتتحرك عوامة مغناطيسية داخل الحجرة مع السائل، فيقلب مجالها المغناطيسي رقائق ملونة أو يسحب مؤشرًا مكوكيًا خارج جدار الحجرة. وبذلك يُقرأ المستوى على شكل تغيّر في اللون على مؤشر لا يلامس المائع ولا يحتاج إلى كهرباء.
كيف يُثبَّت جهاز الإرسال المغناطيسي التقبضي على المؤشر؟
يُركّب أنبوب الحساس في جهاز الإرسال خارجيًا وموازيًا لحجرة المؤشر بمشابك من الفولاذ المقاوم للصدأ، ويرصد المجال المغناطيسي للعوامة نفسها داخل الحجرة. وتحسب الإلكترونيات موضع العوامة من زمن انتقال الموجة الالتوائية المتولدة في سلك الحساس. ولأنه لا يحتاج إلى فتحة إضافية في العملية، يمكن إضافة جهاز الإرسال إلى المؤشرات القائمة أيضًا دون إيقاف العملية.
ما الفرق بين مؤشر المستوى المغناطيسي وزجاجة البيان؟
في زجاجة البيان يقف سائل العملية مباشرة خلف الزجاج المعرّض للضغط والحرارة. أما في مؤشر المستوى المغناطيسي فيبقى المائع داخل حجرة معدنية مغلقة، ويكون المؤشر معزولًا بإحكام، ولا يوجد زجاج تحت الضغط. ويقلّل هذا التصميم نقاط التسرب المحتملة، ويرفع مستوى السلامة مع الموائع القابلة للاشتعال والسامة، ويوفّر تباينًا لونيًا تسهل قراءته من بعيد.
هل يمكن لمؤشر المستوى المغناطيسي قياس السطح البيني؟
نعم. عندما تُثقَّل العوامة بحيث تغوص في السائل العلوي وتطفو على السائل السفلي، فإنها تتبع السطح البيني بينهما؛ وتتوفر تصاميم لفروق كثافة نوعية لا تتجاوز 0.03. وإذا لزم قياس المستوى الكلي والسطح البيني معًا، تُستخدم عوامتان ومؤشر مزدوج المستوى. ويمكن أيضًا معايرة جهاز الإرسال المغناطيسي التقبضي لتطبيق العوامتين ليعطي المستويين في الوقت نفسه.
لماذا تُصمَّم العوامة لكل عملية على حدة؟
يتوقف طفو العوامة عند المستوى الصحيح على الكثافة النوعية للمائع وعلى وزن العوامة وحجمها. ويحدد الضغط والحرارة سماكة جدارها ومادتها. لذلك تُحسب كل عوامة لظروف التشغيل وتُصمَّم بقوة طفو صاعدة لا تقل عن 75 g. وإذا انخفضت الكثافة النوعية كثيرًا عن قيمة التصميم فقد لا تولّد العوامة قوة طفو كافية، ولذلك يجب دائمًا تحديد أدنى كثافة نوعية.
ما دقة جهاز إرسال المستوى المغناطيسي التقبضي؟
تبلغ دقة قياس جهاز الإرسال المغناطيسي التقبضي خارجي التركيب ±0.01% من كامل التدريج (FS) أو 1.27 mm (أيهما أكبر)، وقابلية التكرار ±0.005% أو 0.315 mm. وتُحدَّد هذه القيم في ظروف المصنع باستخدام مغناطيس معايرة. ولأن دقة النظام في الموقع تتأثر أيضًا بتخلّف العوامة وطريقة التركيب وخصائص المائع والظروف المحيطة، يجب تقييم العوامة وجهاز الإرسال معًا.
هل يمكن استخدامه في العمليات فائقة البرودة وعالية الحرارة؟
نعم. يغطي تصميم الحجرة المدى من –196 °C إلى 538 °C. وفي الخدمة فائقة البرودة تُستخدم مؤشرات بامتداد مانع للصقيع وعزل فائق البرودة؛ وعلى جانب جهاز الإرسال تعمل المسابير فائقة البرودة المطهّرة بالنيتروجين حتى –195.55 °C. وللحرارة المرتفعة تتوفر مؤشرات بأنبوب زجاجي محكم الإغلاق ووسائد عزل وخيارات مسابير قياسية حتى 426.66 °C. ولأن حد حرارة جهاز الإرسال قد يكون أدنى من حد حجرة المؤشر، يجب التحقق من حد النظام بشكل منفصل.
هل يمكن إضافة جهاز إرسال أو مفتاح مستوى دون إيقاف العملية؟
نعم. لأن جهاز الإرسال وتدريج المؤشر ومفاتيح المستوى المغناطيسية تُثبَّت بمشابك على السطح الخارجي للحجرة، لا تلزم أي تعديلات على الأنابيب ولا أي توقف للعملية. وتسهّل هذه المرونة إضافة إشارة لنظام التحكم إلى مؤشر قائم لاحقًا، وتغيير مواضع نقاط الإنذار في الموقع، واستبدال وحدة الإلكترونيات. ولا يلزم سوى أن يتوافق التركيب والمعايرة مع طول القياس.
هل يحتاج مؤشر المستوى المغناطيسي إلى طاقة كهربائية؟
لا. يعمل المؤشر بالكامل عبر المجال المغناطيسي للعوامة ولا يحتاج إلى تغذية خارجية، فتبقى قراءة المستوى ممكنة أثناء انقطاع التيار. ولا تلزم الكهرباء إلا لجهاز الإرسال المغناطيسي التقبضي وللمفاتيح الإلكترونية المضافة إلى النظام. ويتغذى جهاز الإرسال من الحلقة بسلكين؛ إذ يعمل إصدار HART على 12–42 V DC وإصدار Fieldbus على 9.0–32 V DC.
ما الاختبارات والوثائق التي يمكن توريدها؟
يمكن عند الطلب توريد الفحص بالتصوير الإشعاعي والسائل النافذ، والاختبار الهيدروستاتيكي، وتحديد المواد الإيجابي، وشهادات المواد EN 10204 3.1 أو 3.2، وختم ASME من فئة U أو UM أو S، وشهادة مطابقة لـ ASME B31.1/B31.3، ومطابقة PED، وشهادات صلادة NACE، ورقم CRN، والتفتيش من جهة ثالثة، ومنحنيات العوامة. كما يمكن أن تتضمن وثائق المشروع رسومات الاعتماد وخريطة اللحامات وخطة الفحص والاختبار.
