كيفية قياس مستوى الوعاء المغلق باستخدام الضغط التَّفاضلي

كيفية قياس مستوى الوعاء المغلق باستخدام الضغط التَّفاضلي

تعرفنا في الجزء الأول كيفيةَ قياس مستوى الوعاء المفتوح باستخدام حسَّاسات الضغط التفاضلية في الجزء الثاني من هذه السلسلة سنبني على ما تعلمناه سابقاً لنقيس مستوى الوعاء المغلق.

 

دورة التحكّم في قياس مستوى الضغط التفاضلي:

 

لنراجع ما تعلمناه في الدرس السابق.

تعرفنا أولاً إلى دورة التحكُّم حيث استخدمنا حسَّاس الضغط التفاضلي لقياس مستوى الوعاء المفتوح، حيث يوصل منفذ الضغط العالي باللحسَّاس عند نقطة الصفرية للوعاء ويوصل منفذ الضغط المنخفض بالضغط الجوي.

ثم قلنا إن: الضغط لبوصة من الماء يساوي الكثافة النسبية للسائل مضروبة في ارتفاع سطح السَّائل بالبوصة.

وأخيرًا تكلمنا على تحويل تلك البوصات إلى أي مقياس ضغط تحتاجه، مثلُ: psi أو kPa أو bar.

 

علاقة الضغط لكل انش من الماء
علاقة الضغط لكل انش من الماء (مصدر الصورة: موقع realpars.com)

 

اعتبارات قياس المستوى بالضغط التفاضلي:

 

الكثافة النسبية:

هذا يعمل جيِّداً إذا كان السائل الموجود في الوعاء هو الماء. حسناً،  ماذا إذا كان السائل المخزن في الوعاء ليس الماءَ ومن ثم فكثافته النسبية لا تساوي 1؟

لاحظ  أولاً أن الكثافة النسبية لمعظم السوائل تتغير مع درجة الحرارة، وللتسهيل سنتجاهل تأثير درجة الحرارة في الوقت الحالي.

إذا كان لدينا وعاء ممتلئاً حتي 200 بوصة  من مادة غيرِ الماء، فسنجد أن الضغط الناشئ عليه أقلُّ مِن ما هو عليه في حالة الماء لانخفاض الكثافة النسبية لهذا السائل. هذه نقطة مهمَّة جِدّاً عند معايرة حسَّاسات الضغط التفاضلية.

مقارنة الضغط بين الماء والفيول
مقارنة الضغط بين الماء والفيول (مصدر الصورة: موقع realpars.com)

لنفترض الآن أننا عايرنا حساس الضغط التفاضلي لينتج 4 – 20 مللي أمبير لمستوى السائل من 0 بوصة إلى 200 بوصة.

معايرة حساس الضغط التفاضلي
معايرة حساس الضغط التفاضلي (مصدر الصورة: موقع realpars.com)

قياس مستوى الوعاء المغلق بالضغط التفاضلي:

 

حتى الآن ناقشنا فقط الأوعية المفتوحة، لننتقل الآن إلى قياس مستوى الأوعية المغلقة.

الفرق الرئيسُ بين قياس مستوى الوعاء المفتوح والوعاء المغلق هو أننا نحتاج إلى مراعاة ضغط البخار علي السائل في الوعاء المغلق حيث  يبذل ضغط البخار هذا قوةً  ملحوظة على سطح السائل تخل بحساباتنا السابقة.

يمكننا تلاشيُ ضغطِ البخار بتوصيل جانب الضغط المنخفض من حسَّاس الضغط التفاضلي إلى أعلى الوعاء بواسطة أنبوب يطلق عليه الأنبوب المرجعي.

 

قياس مستوى الوعاء المغلق بالضغط التفاضلي
قياس مستوى الوعاء المغلق بالضغط التفاضلي (مصدر الصورة: موقع realpars.com)

 

الأنبوب المرجعي:

 

يمكن أن يكون الأنبوبُ المرجعي جافّاً أو ملآنَ بسائل يطلق عليه بالأنبوب الجاف في حالة جفافه،  في حين يُطلق عليها بالأنبوبِ الرطب في ما عدا ذلك.

الأنبوب المرجعي الجاف والرطب
الأنبوب المرجعي الجاف والرطب (مصدر الصورة: موقع realpars.com)

قياس مستوى الوعاء المغلق الديناميكي بطريقة الأنبوب الجاف:

 

في نظام الأنبوب الجاف نطبق ضغط البخار على جانبي الضغط العالي والضغط المنخفض للحساس بنفس الدرجة من حيث يتلاشى تأثيرُهم.

قياس مستوى الوعاء المغلق الديناميكي بطريقة الأنبوب الجاف
قياس مستوى الوعاء المغلق الديناميكي بطريقة الأنبوب الجاف (مصدر الصورة: موقع realpars.com)

قياس مستوى الوعاء المغلق الديناميكي بطريقة الأنبوب الرطب:

 

نحتاج أحياناً إلى ملء الأنبوب المرجعي بالسائل ويطلق عليها حينئذ بالأنبوب الرطب.

هناك عددٌ من الأسباب التي تجعلنا نختار الأنبوب الرطب أهمها تجنُّب الخطأ في القياس الناتج عن البخار المكثف في الأنبوب نفسه.

لننظر إلي الشكل الآتي لتتضحَ الفكرةُ أكثر. كما نعلم أن الضغط التفاضلي هو حاصل طرح الضغط العالي والضغط المنخفض لكن هنا سيكون قياسه صعباً، لأن السائل الموجود في الوعاء يختلف عادة عن السائل الموجود في الأنبوب الرطب.

قياس مستوى الوعاء المغلق الديناميكي بطريقة الأنبوب الرطب (مصدر الصورة: موقع realpars.com)
قياس مستوى الوعاء المغلق الديناميكي بطريقة الأنبوب الرطب (مصدر الصورة: موقع realpars.com)

الملخص:

 

لنقم بمراجعة ما ناقشناه:

  • الكثافة النِّسبية للسائل ودرجة الحرارة لها تأثير كبير على قياسات المستوى بالضغط التفاضلي.
  • يستخدم الأنبوبُ المرجعي لملاشاةِ ضغط البخار العلوي في الأوعية المغلقة.
  • ثَمَّ نوعانِ من الأنبوب المرجعي: الجاف والرَّطب.

 


المصدر: هنا

ترجمة: مجد زهرة, مراجعة: عبدالرحمن صابر, تدقيق لغوي: محمد بابكر, تصميم: علي العلي, تحرير: كرم ديوب.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *