PARCURI DE REZERVOARE
MASURAREA NIVELULUI DE PRODUS
Traductoare mecanice cu plutitor
Primele traductoare cu plutitor, cunoscute si
sub denumirea de “Traductoare automate de nivel”
au aparut prin anii 1930. Aceste traductoare
utilizeaza un plutitor mare si greu pentru a putea
dezlocui suficient lichid. Deplasarea liniara a
plutitorul este echilibrata, prin intermediul unui
cablu, de o contragreutate. Pentru indicarea locala a
nivelului este prevazut un contor mecanic pe
mantaua rezervorului. Variantele mai noi ale acestui
tip de traductor au deplasarea plutitorului echilibrata,
prin intermediul unei benzii perforate, de un resort. Perforatiile benzii actioneaza un contor mecanic, cu rol de indicator local. Eroarea tipica a acestui tip de traductor este de cca. 10 mm. Datorita frecarii mecanice din scripeti, resort si indicator fiabilitatea este scazuta. Transmiterea indicatiei la distanta este posibila prin intermediul unui adaptor electronic montat pe contor. Insa, acest lucru nu imbunatateste siguranta in functionare sau precizia traductoarelor mecanice.
Unul din dezavantajele majore ale traductoarelor cu plutitor este modificarea continua si brusca a pozitiei plutitorului datorita turbulentelor lichidului din rezervor. Aceste modificari ale pozitiei, care pot fi puternice, produc o continua accelerare si decelerare a mecanismului traductorului, ceea ce conduce la uzura indicatorului local, a adaptorului de transmitere a indicatiei, dar si a celorlalte componente. Aceste componente nu pot urmari miscari si acceleratii bruste. Adesea mecanismul cu roti dintate care actioneaza indicatorul local cedeaza, conducand la citiri eronate si nesincronizari. Aceast fapt implica o fiabilitate scazuta a masuratorii si foarte multa mentenanta. Datorita interesului global de astazi acordat prevenirii scurgerile de produse, traductoarele mecanice nu ar mai trebui sa fie utilizate. Totusi, o mare parte din rezervoare sunt inca echipate cu aceste traductoare, datorita pretului scazut.
Traductoare cu servo-mecanism
Traductoarele cu servo-mecanism reprezinta o evolutie fata de traductoarele cu plutitor. Ele au fost dezvoltate incepand cu anii 1950. In acest caz se utilizeaza un imersor de dimensiuni reduse, agatat de un fir rezistent si flexibil, care este desfasurat de pe un tambur. In acest caz, resortul este inlocuit de un servo-motor electric care pozitioneaza exact plutitorul in contact cu fluidul. Principiul de functionare se bazeaza pe utilizarea unui sistem ingenios de cantarire care masoara continuu greutatea plutitorului si forta arhimedica. Frecarea mecanica a servo-mecanismului si a indicatorului local nu influenteaza eroarea si sensibilitatea acestui tip de traductor. Nici turbulentele din rezervor nu afecteaza direct performantele, deoarece exista un circuit integrator al servo-mecanismului care elimina efectul variatiilor bruste de nivel. Acest traductor masoara nivelul mediu chiar daca exista variatii bruste ale produsului din rezervor, eliminand miscarile care nu sunt necesare si care produc uzura componentelor.
Traductorul original cu servo-mecanism nu seamana prea mult cu versiunile moderne de astazi. Acestea au fost perfectionate, devenind produse mature si fiabile care inlocuiesc treptat traductoarele mecanice, reducand mentenanta si imbunatating rezultatele gestiunii. Traductoarele moderne cu servo-mecanism sunt inteligente, au un numar minim de componente in miscare si, implicit, asigura o buna precizie si fiabilitate in timp. Ele beneficiaza de o mare putere de procesare a datelor. Aceste traductoare, pe langa faptul ca masoara nivelul de lichid, sunt capabile sa masoare nivelul de apa (interfata) si densitatea produselor din rezervoare.
Exista praguri de alarmare exacte a nivelului, ca standard. Se pot atinge erori de masura mai mici de 1 mm pe un domeniu de masura de 40 m. Precizia si fiabilitatea exceptionala la masurarea nivelului contribuit la acceptarea acestor traductoare de catre autoritatile vamale, de accizare si de metrologie legala din multe tari
Traductoare radar
Utilizarea metodei radar pentru masurarea nivelului de produs din rezervoarele de stocare este foarte recenta. Traductoarele radar de nivel au fost dezvoltate la jumatatea anilor ’60 pentru navele petroliere. Majoritatea acestor nave erau echipate cu traductoare mecanice cu plutitor. Traductoarele erau utilizate doar cand nava era ancorata la tarm, pentru incarcare sau descarcare. Noile masuri de asigurare a sigurantei pentru spalarea rezervoarelor inchise in timpul cursei de intoarcere si necesitatea de a umple spatiul liber din rezervor cu gas inert au facut ca aceasta metoda de masura sa prevaleze. Precizia lor era mai putin importanta pentru masurarea nivelului din rezervoarele navelor, deoarece transferul custodiei se baza pe utilizarea traductoarelor de nivel si a debitmetrelor certificate instalate pe uscat.
Traductoarele radar de nivel nu au componente in miscare. Acestea utilizeaza doar o antena in interiorul rezervorului. Astfel rezulta un cost foarte scazut al mentenantei. Desi valoarea investitiei este mai mare comparativ cu traductoarele cu plutitor/servo-mecanism, costul detinerii va fi considerabil mai redus.
Traductoarele radar utilizeaza microunde, in general cu frecventa de 10 GHz, pentru masurarea nivelului de lichid. Distanta parcursa este calculata din comparatia semnalului emis cu cel reflectat. Undele electromagnetice se propaga cu o viteza apropiata de viteza luminii. Datorita nivelului mic de masurat (tipic 1÷35 m) si a rezolutiei impuse, o metoda bazata pe masurarea timpului este aproape imposibila. Solutia consta in masurarea defazajului dintre semnalul emis de antena si cel reflectat de suprafata lichidului. In functie de acest defazaj se poate masura nivelul de produs.
Astazi tradutoarele radar se utilizeaza la masurarea nivelului produselor din industria chimica, din rafinarii, din terminale si pentru companiile private care stocheaza produse petroliere. Deoarece au dimensiuni reduse si nu au componente in miscare aceste traductoare necesita putina mentenanta si sunt foarte atractive. Spre deosebire de traductoarele mai vechi care erau dotate cu antene parabolice mari sau cu antene conice lungi, traductoarele radar moderne ofera o precizie excelenta.
Exista diferite tipuri de antene potrivite fiecarui mod de instalare pe rezervor:
- Metoda propagarii undelor in spatiu deschis este cea mai utilizata atunci cand traductorul este instalat pe un rezervor cu capac fix.
- Pentru rezervoarele cu capac flotant traductorul radar poate fi instalat pe o conducta de linistire (Fig. 5).
- Traductoarele radar pot fi utilizate si pentru rezervoarele sub presiune (Fig. 6). O aplicatie tipica este un rezervor de stocare GPL. Un robinet de izolare poate fi instalat pentru a separa vasul de traductor. Verificarea si calibrarea acestuia sunt posibile in timp ce traductorul functioneaza.
- Traductoarele radar reprezinta o alegere logica si pentru produsele foarte viscoase, cum ar fi bitumul fierbinte, produsele poluante si lichidele foarte turbulente (Fig. 7).
