Nivåmåling

Question 1

Hva ønsker man å måle ved bruk av nivåmåling?

Answer 1

• Mengde av medium, oftest i tank.
• Hvor nært overfylling/ underfylling tanken er.

Question 2

Hvilke relevante faktorer (variabler) må vi ta hensyn til under nivåmåling?

Answer 2

• Tankens form
• Tettheten på mediumet
• Sjikting (lagvis fordelte medium)
• Bølger
• Overflateprofil

Det kan finnes flere, men dette er de som er listet opp i pensumlitteratur. Wikipedia har også nogenlunde samme liste.

Question 3

Ulike nivåmålinger benytter ulike egenskaper til vitenskaplige fenomener.

Det er 4 hovedkategorier.

Hva er disse 4 kategoriene?

Answer 3

• Kraft
• Trykk
• Elektrisitet
• Stråling

Question 4

Hvilke 2 målemetoder for nivåmåling benytter egenskapene til krefter?

(De to målemetodene vi lærer om i pensumlitteratur)

Answer 4

• Nivåmåling ved tyngdemåling (veieceller)
• Nivåmåling ved oppdrift (flottør)

Question 5

Hvordan fungerer nivåmåling ved bruk av tyngde (veieceller)?

Hvilke fordeler og utfordringer er det med denne målingsmetoden?

Answer 5

• Det antas en uniformt fordelt tetthet
• Veier tanken ved hjelp av veiecelle

Antall veieceller og plassering er viktig ift. skjevfordeling av masse.

Fordeler:

• Ufølsom for overflateprofil (kun ute etter mengde)
• Ufølsom for fyllingsgrad/ tetthet

Utfordringer:

• Inn- og utløpsrør
• Bølger
• Andre forstyrrelser

Question 6

Hvordan fungerer nivåmåling ved bruk av oppdrift (flottør)?

Hvilken fase må mediet være i for at denne målingen er relevant ?

Answer 6

• Flottør henger fra veiecelle (fastmontert)
• Flottør er et legeme som beveger seg ift. nivå

Kun relevant for væsker.

Question 7

Hvilke 2 nivåmålingsmetoder bruker egenskapene til trykk?

Answer 7

• Trykkforskjell
• Boblerør

Question 8

Hvordan fungerer nivåmåling ved bruk av trykkforskjell?

Nevn også problemer (m/ løsninger) ved å bruke denne type måling.

Answer 8

Hydrostatisk trykk, dP = pgh => h = dP/(gh)

dP = P_bunn - Pgass.

I en åpen tank trenger man kun måle trykket i bunnen og regne relativt til 1 atm.

Problemer:

• Gassbobler i høytrykksrør
• Kondens i lavtrykksrør

Løsning:

• væskefylt lavtrykksrør
• kondenspotte
• Dette medfører at dP-cellen snus.

Question 9

Hvordan fungerer nivåmålemetoden der man benytter boblerør?

Fortell også om problemer ved bruk av denne metoden og evt. løsninger.

Answer 9

• Rør stikkes ned i tanken
• Røret tilføres gass
• Gassen som trengs for å holde vannet ute av røret er et mål på trykket over utløpet av røret P =pgh

Problemer:

• Store bobler gir målestøy

Løsning:

• Sørg for små bobler

Question 10

Hvilke 2 metoder for nivåmåling bruker elektriske egenskaper?

Answer 10

• Kapasitans
• Konduktans

Question 11

Hvordan fungerer nivåmåling ved bruk av kapasitans og konduktans?

Hva er forskjellen på når de brukes?

Answer 11

Kapasitans:

• Kondensatorpinsippet, to parallelle elektroder med kostant avstand, konstant dielektrosotetskonst.
• Kapasitansen vil endre seg når nivået i tanken endrer seg. C = f (h)
• I væske brukes konsentriske elektroder
• I fast stoff brukes vegg av tank og en stav (vaier) som elektroder

Konduktans brukes på samme måte, men kun når vi har et ladd medium h = g (c)

Question 12

Hvilke nivåmålingsmetoder bruker egenskapene til stråling?

Answer 12

• Radioaktivitet
• Ultralyd
• Radar
• Laser

Question 13

Hvordan fungerer nivåmåling med radioaktivitet?

Hva er fordelen med å bruke denne metoden?

Answer 13

• Benytter mediets evne til å dempe stråling.
• Detektorer over tanknivå “ser” sterkere stråling enn de under.
• Mediet må ha en viss demning.
• Fordeler: Separert fra prosessen. Kan brukes på stoffer i alle faser.

Question 14

Hvordan fungerer nivåmåling med ultralyd?

Hva er utfordringene med å bruke denne metoden?

Answer 14

• Ultralydsignaler sendes fra ultralydmåleren ned i tanken.
• Signalet reflekteres fra mediets overflate og tas opp av måleren
• h = t*c/2, c: lydhastigheten, t: tiden lyden reiser

Question 15

Hvordan fungerer nivåmåling med radar (Mikrobølger)?

Hva er fordelen med å bruke denne metoden?

Og hvilken type brukte vi på labben?

Answer 15

• Måler fase og amplitude
• Tidstransformerer med invers fourier
• Beregner nivået via estimert impulsrespons

Fordeler:

• Robust
• nøyaktig
• Stort rekkevidde

Nivålabben:

• Brukte MIR: istede for å sende puls gjennom luft, sendes de langs en bølgeleder.

Question 16

Hvordan fungerer nivåmåling med Laser?

Hva er fordelen med å bruke denne metoden?

Answer 16

• Reflerkterer strålens høyde
• Detektoren flyttes etter refleksjonen

Fordeler:

• Nøyaktighet: 0.1mm
• Kontaktfri

Utfordring:

• Varierende brytning; luft
• Bølger
• Partikler/forurensning

Question 17

Hvordan beregne ukjent tetthet og grensesjikt?

Answer 17

Regner med vi får disse formlene oppgitt, hvis ikke er de på bilde for å øve..

Question 18

Hva er de 10 spesifikke nivåmålingsmetodene vi har lært om?

Answer 18

1. Tyngde (veieceller)
2. Oppdrift (flottør)
3. Trykkforskjell
4. Boblerør
5. Kapasitans
6. Konduktans
7. Radioaktivitet
8. Ultralyd
9. Radar (mikrobølger)
10. Laser