1.2 Көрсеткіштерге жалпы сипаттама
Көрсеткіштер-ашық және жабық контейнерлердегі заттардың деңгейін анықтауға арналған аспап.Заттардың құрамына әр түрлі сұйықтық түрлері,түйіршіктелгендер және т.б жатады. Көрсеткіштерді-датчиктер,деңгей бақылауышар деп те атайды.
Басқада өлшеу құралдары сияқты көрсеткіштерде өлшеу үшін қажетті күрделі өлшейтін түрлендіргіштер мен көмекші құрылғылардан тұрады (сызықтандыру трансформациясы үшін,көрсеткіш құрылғылар үшін және т.б үшін арналған құрылғылар).
Негізгі датчик-өлшенетін шаманы-деңгейді қабылдайды,және оны кейінгі түрлендіргіштерге немесе көрсеткіштерге келетін шығыс электірлік сигналға түрлендіреді.
Көпшілік негізгі түрлендіргіштердің жұмыс қағидасы бөлім шекарасының әр түрлі физикалық материалдарының сипаттарын қалыптастыруға негізделген.
-Жұмыс қағидасына қарай көрсеткіштерді:
-визуалды;
-механикалық;
-гидростатикалық;
-электрлік;
-акустикалық;
-радиоактивтік;
-толқындық;
-радиолокациялық;
деп бөлуге болады.
Көрсеткіштерді байланысты және байланыссыз деп бөлуге болады:
Байланыстыларға:
-толқындық;
-қалтқылық;
-ыдыстық;
-гидростатикалық;
-уйкалық;
жатады.
Байланыссыздарға:
-дыбыстық зондтау;
-электромагниттік сәулемен зондтау;
-радиациялық әсермен зондтау.
жатады.
Көрсеткіштерді жұмыс істеу уақытына байланысты екіге бөледі: тоқтаусыз өлшеу және дискретті өлшеу (әр түрлі нүктелерде бақылау).
Деңгей өлшеуіштер деңгейі өлшенетін өнім бойынша бөлінеді:
сұйықтыққа арналған өлшеуіштер (су,ерітінділер,майлар,мұнай өнімдері және т.б);
сусымалы өнімдерге арналған өлшеуіштер (ұнтақтар,түйіршіктелген)
Сұйық өнімдермен жұмыс істеуде құрылғылардың негізгі қиындықтары:
температураның кең диапазоны және резервуардағы қысым;
сұйықтыққа жеке көзқарастың қажеттілігі;
жұмыс агрессивті және улы ортамен жиі жүргізіледі;
өніммен байланыстағы бөліктердің коррозиясы болуы мүмкін;
өнім байланысқан сезімтал бөлігіне желімденуі мүмкін;
өнімнің тығыздығы;
көбінесе жұмысты жарылыстан қорғалған түрде жүргізу қажет (мұнай өнімдерінде)
қайнайтын және көпіршіктенетін өнімдер көп кездеседі;
жоғары дәлдікті қажет етеді;
ауыз су және тамақтың тазалығын сақтау қажет;
кейде екі сұйықтықтардың арасындағы деңгейді анықтау қажет.
Сусымалы өнімдерге арналған өлшеуіш аспаптар:
-механикалық;
-электрлік;
-акустикалық;
-радиолокациялық;
-толқындық;
-радиациялық.
деп бөлінеді.
Сусымалы өнімдермен жұмыс істеу ерекшеліктері:
бункерлердің үлкен өлшемдері;
сұйық өнімдерге қарағанда төмен дәлдік;
беткі кескіннің күрделілігі(шұңқыр,төмпешік);
байланысты датчиктрге ауыр жүктеме;
өлшенетін өнімдерге шаңның түсуі.
Электрлік емес құндылықтардан электрлікке өзгермейтін өткізгіштерде болады.
Құрылғы өлшеу технологиясына және деңгей өлшеуге немесе сұйық ортаның шекаралық фазаның орналасуын,мүмкіндігінше сулы мұнай эмульсияның,резервуарлардағы мұнай өндеу процестерінде,және де бухгалтерлік есеп операцияларында қолдануға арналған.Берілген құрылғы шекаралық фазаның өлшеу дәлдігін арттыруға арналған.Құрылғы деңгейдің дискретті датчиктері мен электрлік есептеуіш блоктардың көмегімен шекаралық фазаның деңгейін алдын-ала дискретті өлшеу үшін қолданылады.
Құрылғы өлшеу технологиясына және деңгей өлшеуге немесе сұйық ортаның шекаралық фазаның орналасуын,мүмкіндігінше сулы мұнай эмульсияның,резервуарлардағы мұнай өндеу процестерінде,және де бухгалтерлік есеп операцияларында қолдануға арналған.
Деңгейі белгілі,сезімтал элементі өзгермелі қызмет етеді (В.В Панарин, Л.А Зайцев. Мұнай құбыры көлігінде автоматтандырылған басқару жүйесі. М., Недра, М., Недра, 1986 ж., 87-90 бет). Әдетте деңгейді өлшеу үшін бақыланатын сұйықтықтың деңгейі мен қалтқы қысымы бойынша әрекет ететін күштің арасындағы байланыс қолданылады.Қалтқы қоғалысы туралы ақпарат беру электр жүйесі арқылы жүзеге асырылады,мысалы,сериялы қосылған қамыс қалтқылардың ішіне салынған магниттармен өзара қимылмен реттеу ыдысына ауысады.
Сипатталған көрсеткіштің негізгі кемшілігі қалтқы бетінің ластануы және өлшенетін сұйықтықтың тығыздығының өзгеруі өлшеу нәтижесінің өзгеруіне әсер етуі болып табылады.Көбінесе техникалық мәні жақын,мәлімделген техникалық шешім-деңгей өлшеуіш болып табылады (патент АҚШ 4287756А, 08.09.1981 ж., G 01 F 23\00),онда созылған элементте сұйықтар қасиеттерін анықтау үшін датчиктер орналасқан.Созылған элементті бақыланған ортаға батырады және батыру барысында оның қандай ортада екенін анықтайды,ортаның қасиеттері бойынша созылған элементтің бір ортадан екінші ортаға көшу сәтін және бақыланған ортаның деңгейін анықтайды.
Беткі датчиктердің ластануы әсерінен бақыланған ортаның физикалық және химиялық қасиеттерінің өзгеруі,және оның өлшеу дәлдігіне әсер етуі деңгей өлшеуіштердің кемшілігі болып табылады.
Құрылғының өлшеу дәлдігінің жоғарылығы құрылғының технологиялық нәтижесі болып табылады.
Технологиялық нәтиже өлшеудің белгілі амалымен деңгейді өлшеу немесе сұйық ортаның интерфейсін,мүмкіндігінше сулы мұнай эммулсияның бірінші түрдегі датчиктердің көмегімен резервуардағы шекаралық фазаның дискреттік деңгейін өлшеу
Бірінші дәреже типтегі датчиктер ретінде мына датчиктерді қолдануға болады, яғни датчиктердің орналасу деңгейіндегі түрлі фазалық (су, мұнай,газ) деңгейді анықтайтын болса. Екінші дәреже типтегі датчиктер ретінде датчик көрсеткіштерін қолдануға болады, яғни ол фазалардың бөліну аймағын белгілі бір берілген диапазонда өлшеуге болады және нақты сипаттамасы бойынша тұтынушыны қанағаттандыратынын көрсетеді.
Берілген әдісті қолдану үшін бірінші және екінші дәреже типтегі датчиктерді пайдаланады, ол түрлі жұмыс принціптеріне негізделген.
Мысалы, сызбада берілген әдістің өлшейтін схемасы көрсетілген. Сызбада 1-13 типті датчик резервуардың биіктігі бойынша біршама қашықтықта орналасқандығы көрсетілген (сызбада қара квадрат түрінде көрсетілген), олардың әрқайсысы орындалған, мысалы, ультродыбысты датчиктердің оппазитті түрде орналасуы демпферамлік тербелістермен жабдықталған пьезоэлементтерге жіберу. Бірінші дәреже типтегі датчиктер байланыс сызығы 14 бойынша және есептеуіш электронды блокпен 15 қосылған жәнеде электрлік индекация блогы 16 кабель17 көмегімен екінші дәреже типтегі датчиктермен жалғанған 18-29 (сызбада штрихталған тіктөртбұрыш ретінде көрсетілген). Екінші дәреже типтегі датчиктер 18-29 бірінші дәреже типтегі датчиктер арасында орналастырылған. Зерттеу әдісінде екінші дәреже типтегі датчиктер ретінде электродты датчиктерді қолданады, олардың электроды бір-біріне алыс орналасқан және кеңейтілген пластина түрінде орындалған. Датчиктер бірдей өлшемдермен орындалады және меншікті электр өткізгішіне (МЭӨ) қосылған, мұнай –су фазаларының орналасу шекарасын өлшеу кезінде мұнай мен судың МЭӨ бойынша қосылған диэлектрлік өткізгішке (ДӨ) қосылған резервуардағы мұнайдың деңгейін мұнай және газ ДӨ бойынша өлшеу керек. МЭӨ және ДӨ электронды есептеуіш блокта 15 орналасқан.
Әдістің жұмыс істеу қабілеттілігін және оның метрологиялық сипаттамасын бағалау келесідей тізбекпен жүргізілген.
Мөлдір ыдысты (шыны құбыр) зерттелетін сұйықтыққа толтырылып (құрамында су және газдың әр түрлі пайыздық үлесі бар сумұнайлы эмульсиясы) бірінші дәреже типтегі датчиктер көмегімен кезек бойынша «мұнай - газ», «мұнай - су» фазалар шекарасын анықтайды. Содан соң екінші дәреже типтегі датчиктер көмегімен ол бірінші дәреже типтегі датчиктер арасында орналасқандықтан, өз кезегі бойынша шекарасының жоғарғы және төменгі боліктерінің екінші дәреже типтегі датчиктерден шығатын сигналдар арқылы анықтайды.
Су бетіндегі суды және мұнай
қабатының қателігін 11 бағалау үшін 300,
1000, 1200мм нүктелері бойынша есептеген.
Сұйықтық температурасы 20
болғанда 1200, 500, 300мм бойынша өлшенеді.
Негізігі абсолютті қателігін өлшеу
шегі 1,5мм аспайды. Яғни ол «Каврол»
поплавка деңгейінің базалық сипаты 3мм
абсолюттік қателігінен аз болғандығын
көрсетеді.
Бұл әдісті жүзеге асыру мұнай деңгейін және резервуардағы «мұнай - газ» фазасының шекараларының деңгейін нақты өлшеуге болатынын, ол өз кезегінде резервуарлық парктерде үлкен нақтылыұпен есепке алу опперацияларын орындауға мүмкіндік береді.
Ұсынылған әдісті әр түрлі өндірісте қолданыс табуы мүмкін.
Сұйықтық деңгейін немесе сұйық ортаның шекарасын өлшеу, әсіресе резервуардағы сумұнайлы эмульсияны бірінші дәреже типтегі датчиктердің көмегімен фазалар шекарасын дискретті өлшеуге болады, олар резервуардың биіктігіне байланысты және электронды есептеуіш блоктардың бір-бірінен қашықтықта орналасуы, айырмашылығы бірінші дәреже типтегі датчиктердің арасында екінші дәреже типтегі датчиктер орнатылады және осының арқасында фазалар шекарасында жатчиктерден берілетін сигналдардың қатынасын анықтайды.
2.1-Сурет – Деңгей өлшеуш аспап