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압력 센서를 사용하여 탱크 레벨을 측정하는 것은 산업적으로 입증된 잘 확립된 방법입니다. 기본 아이디어는 간단합니다. 액체 기둥에 의해 생성된 정수압을 측정하고 이를 높이로 변환하는 것입니다. 대기에 개방된 탱크의 경우 바닥 압력을 직접 측정합니다. 가압 탱크의 경우 압력 차이를 측정하여 기상 효과를 제거합니다. 올바른 센서 선택, 영점 및 밀도 보상 처리, 적절한 현장 교정 수행은 모두 신뢰할 수 있는 판독값을 얻는 데 필수적입니다. 이 글은 실용적인 엔지니어링 경험과 센서 기술 세부 사항을 결합하여 다양한 탱크 유형의 압력 센서로 탱크 레벨을 감지하는 방법과 주요 설치 및 교정 단계, 최신 디지털 센서가 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 보여줍니다.
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1 원리와 기본
깊이에서의 정수압은 액체 기둥 높이와 밀도에 비례합니다. 압력 P(게이지 또는 차동)와 레벨 h 사이의 기본 관계는 h = P / (ρ × g)입니다. 이 규칙은 간단하지만 유용한 레벨 판독값을 얻으려면 참조 방법을 결정하고 센서 특성과 유체의 특성을 이해해야 합니다. 센서마다 정확도, 장기 드리프트 및 온도 민감도가 다릅니다. 압저항 실리콘 압력 센서 작은 크기, 우수한 선형성 및 비용 이점을 제공합니다. 동안 24비트 DSADC 디지털 출력 압력 센서 고해상도를 직접 제공하여 다운스트림 신호 작업을 용이하게 합니다. 실질적으로 로컬 게이지 압력을 측정할지 아니면 순 액체 컬럼을 측정할지 결정해야 합니다. 차압 센서 판독 - 후자는 최고 증기압 변화를 제거하고 보다 안정적인 수준 추정치를 산출합니다.
압력에서 레벨까지의 정수압 수학
현장에서는 측정 범위를 최대화하기 위해 일반적으로 센서가 탱크 바닥 가까이에 배치됩니다. 센서가 게이지 압력을 읽으면 밀도와 중력으로 나누어 레벨을 얻습니다. 그러나 참고: 탱크 상단 압력이 대기압이 아닌 경우 게이지 판독값에는 기체상 압력도 포함되므로 수정이 필요합니다. 온도와 조성은 밀도를 변경하므로 단일 고정 밀도를 사용하면 오류가 발생할 수 있습니다. 실제로 온도 보상을 추가하거나 2점 교정을 수행하여 수학적 관계가 현장의 비이상성을 설명하고 실행 가능한 교정 루틴이 되도록 합니다.
2 개방형 탱크의 측정 실습
대기에 개방된 탱크의 경우 측정은 간단합니다. 일반적인 접근 방식은 바닥 근처에 센서를 장착하여 정압을 읽거나 감지 요소가 액체에 배치된 침수형 센서를 사용하는 것입니다. 측면 장착 옵션을 사용하면 유지 관리 및 교체가 용이합니다. 침수는 일부 유체 또는 구조에서 더 나은 동적 반응을 제공할 수 있습니다. 현장에서는 습식 재료 호환성과 부식 방지를 고려하십시오. 게이지 압력 센서 유형은 일반적으로 여기서 잘 작동합니다. 선택할 때 장기적인 안정성, 오염 방지 기능, 센서가 현장 영점 조정 및 범위 설정을 지원하는지 여부에 중점을 두십시오.
침수 대 측면 장착 설치 참고 사항
담그면 도압선 막힘을 방지할 수 있지만 더 높은 밀봉 및 재료 호환성이 필요합니다. 임펄스 라인을 사용하여 측면 장착하면 유지 관리가 더 간단해지지만 임펄스 라인이 채워지거나 오염되거나 결정화될 수 있으므로 청소 또는 막힘 방지 솔루션이 필요합니다. 어떤 방법을 선택하든 측정 지점과 기준 영점이 일치하는지 확인하십시오. 시운전 중에는 영점 조정에 기하학적 오프셋이 포함됩니다.
3 압력 탱크의 차동 방식
산업계에서는 많은 탱크에 액체 위에 가스나 증기가 있습니다. 이 경우 단일 게이지 판독값에는 증기압이 포함되며 레벨 판독값은 최고 압력 변화에 따라 이동합니다. 표준 수정은 차압 센서 배열: 높은 쪽은 탱크 바닥, 낮은 쪽은 탱크 상단(또는 기준 챔버). 출력은 액체 기둥 정수압과 동일하며 기체 상태 항을 상쇄합니다. 그게 차압 센서 가압 탱크 레벨 측정에 중요한 장치입니다. 실제로 막힘이나 공기 갇힘을 방지하기 위해 임펄스 라인을 짧고 비스듬하게 유지하십시오.
차동 장치 연결 및 오류 원인 관리
차동 튜빙을 배선할 때 씰의 무결성과 배수를 확인하십시오. 하이사이드 또는 로우사이드 라인에 갇힌 액체, 에어 포켓 또는 열 팽창이 있으면 판독값이 왜곡됩니다. 장기적인 신뢰성을 위해 금속 절연 다이어프램 또는 부식 방지 포장이 있는 센서를 선택하고 응축 제어 또는 경사진 튜브를 추가하여 액체를 흘리십시오. 또한 조달 중에 센서 선형성, 히스테리시스 및 열 드리프트를 확인하십시오. 이러한 사양은 지속적인 정확성에 중요합니다.
4 현장 교정, 보상 및 오류 제어
좋은 측정에는 좋은 센서 이상의 것이 필요합니다. 먼저 제로 오프셋을 처리합니다. 센서와 정의된 제로(탱크 바닥) 사이의 기계적 장착 높이 차이를 기기에서 보상해야 빈 탱크 출력이 합의된 제로(예: 4mA 또는 0%)가 됩니다. 다음으로 밀도 보정을 수행합니다. 밀도가 온도나 구성에 따라 달라지는 경우 온도 센서를 추가하고 밀도 대 온도 표에서 실시간으로 수준을 수정합니다. 마지막으로, 범위 전체에 걸쳐 선형성과 추적성을 보장하기 위해 시운전 중에 스팬 교정(비어 있음/가득 차 있음)을 수행하십시오.
실용적인 온도 및 밀도 보정
온도 센서를 추가하면 설정된 테이블에서 실시간 밀도 보정이 가능합니다. 이는 오일 및 다양한 화학 물질에 필수적입니다. 복잡한 혼합물이나 구성 변경의 경우 밀도 모델을 업데이트하기 위해 다중 센서 융합이나 주기적인 샘플링이 필요할 수 있습니다. 시운전 시 대표적인 온도와 레벨 포인트에 걸쳐 교정하고 교정 내용을 자산 기록에 기록하면 이후 유지 관리 및 드리프트 점검이 간단해집니다.
5 센서 선택, 인터페이스 및 시스템 통합
센서 선택의 경우, 압저항 실리콘 압력 센서 제품군은 제조 기술이 성숙하고 장치가 소형이며 응답이 빠르기 때문에 레벨 작업에 널리 사용됩니다. 고해상도 및 직접 디지털 출력이 필요한 경우 24비트 DSADC 디지털 출력 압력 센서 I²C 또는 유사한 버스를 사용하면 컨트롤러에서 아날로그 잡음과 AD 변환 오류가 줄어듭니다. 부식성 또는 오염성 유체의 경우 금속 절연 다이어프램 또는 호환 가능한 습식 재료가 있는 센서를 선택하십시오. 직접적인 액체 접촉이 허용되는 경우 포장 재료가 호환되는지 확인하십시오.
WF200DPZ 모델의 적합성
이 제품군은 다양한 유체와 호환되는 밀봉 구조를 갖추고 있어 오일 탱크 레벨 및 부식성 액체 측정에 적합합니다. 저전력(1.8~3.6V 공급, 매우 낮은 피크 전류)은 휴대용 또는 원격 시스템에 적합합니다. 내장된 온도 보상 및 24비트 DSADC 디지털 출력 압력 센서 기능은 높은 분해능을 제공하고 백엔드 처리를 줄입니다. 이러한 센서를 적절한 차동 연결과 결합하면 가압 탱크에서 안정적이고 정확한 레벨 모니터링이 가능합니다.
결론
압력을 사용하여 레벨을 측정하는 것은 강력한 엔지니어링 접근 방식입니다. 개방형 탱크의 경우 바닥 정압을 측정합니다. 가압 탱크의 경우 차압 센서 대부분의 산업 환경에서 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해 온도/밀도 보상을 추가합니다. 센서 선택 시 부식 방지 포장, 금속 절연 다이어프램 및 24비트 DSADC 디지털 출력 압력 센서 또는 시스템 오류와 유지 관리를 줄이기 위해 온도 보정 기능이 내장되어 있습니다. 설치하는 동안 임펄스 라인을 깨끗하게 유지하고 올바른 피치를 유지하고 완전히 비어 있음/완전히 교정을 수행하고 온도 교정을 활성화하십시오. 이러한 접근 방식은 정확한 레벨을 제공하고 향후 유지 관리 및 문제 해결을 훨씬 쉽게 만듭니다.
위의 소개는 압력 센서 기술 적용의 표면적인 부분에 불과합니다. 우리는 다양한 제품에 사용되는 다양한 유형의 센서 요소, 작동 방식, 장점과 단점을 계속해서 탐구할 것입니다. 여기에서 논의된 내용에 대해 더 자세히 알아보려면 이 가이드 뒷부분의 관련 콘텐츠를 확인하세요. 시간이 촉박한 경우 여기를 클릭하여 이 가이드의 세부정보를 다운로드할 수도 있습니다. 공기 압력 센서 제품 PDF 데이터.
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