Det tekniske hjørne – Fastlæggelse af interface

Det kan være nyttigt at vide hvor grænsefladen mellem de 2 væsker befinder sig, f.eks. i forbindelse med at styre udtømningen med minimal kontaminering, da der findes mange opgaver hvor det ene produkt kan skade den efterfølgende proces.

Bestemmelse af grænsefladen mellem de væsker kaldes interfacemåling, og det er en måleopgave, der afledt af niveaumåling, kan løses på flere forskellige måder – valget afhænger af de medier der skal måles på, samt de krav der stilles til installation og vedligehold.

Metoder til måling af interface

I procesindustrien findes mange måder at måle interface på, men de blandt de mest almindelige vil vi efterfølgende fremhæve 3 forskellige metoder:

1. Løsning med flydere

Niveaumåling i væske baseret på flydere, som følger væskeoverfladens bevægelse, er en god driftssikker løsning – og når der først er valgt en flyder, som ikke synker til bunds, udmærker flydersystemerne sig ved at være uafhængige af mediets fysiske egenskaber som ledningsevne, dielektricitetskonstant, bobler og skumdannelse.

Til måling af interface kan der benyttes en måler med 2 flydere med forskellige vægte, tilpasset således at vægten af den nederste flyder skal være større end vægtfylden af øverste fase, men samtidig mindre end vægtfylden af den nederste fase – ligesom vægten af den øverste flyder tilpasses så den kan flyde ovenpå den øverste fase.

For at systemet skal kunne fungere er der dog nogle krav som skal opfyldes:

• Vægtfylde på begge faser skal være større end 700 kg/m3
• Forskel i vægtfylde mellem de to faser skal være større end 50 kg/m³
• Mindste interface tykkelse er 50 mm (afhænger af den valgte flydere).

2. Guided radar

En guided radar er en niveaumåler hvor de elektromagnetiske bølger (signalet) styres langs en wire eller en stav, normalt udført i rustfri stål. Signalet bevæger sig ned langs staven indtil det møder medieoverfladen, hvorfra det delvis reflekteres. Den tid det tager for signalet at bevæge sig fra transmitteren til overfladen – og retur – er udtryk for afstanden til medieoverfladen – og dermed niveauet i tanken.

Refleksion af et elektromagnetiske bølger beror på ændringer i dielektricitets konstanten (Dc), og bølgen reflekteres kun delvist ved ændringer – møder bølgen derfor endnu en dielektricitets ændring på sin vej mod stavens spids (end of probe), vil den endnu engang delvist reflekteres. Det betyder at transmitteren vil modtage et signal for hver gang Dc ændres – altså ved interfacet mellem de 2 medier.

For at kunne benytte en guidet radar stilles følgende krav til opgaven:

• Dielektricitetskonstanten for det øverste produkt skal være mindre end 8, samtidig med forskellen mellem det øvre og nedre lag skal være større end 10
• Minimum lagtykkelse for øvre lag er 50mm
• Nøjagtighed +/- 10mm ved konstante Dielektricitetskonstanter

3. Differenstrykmåling

Ved at bruge teorien fra hydrostatisk niveaumåling i lukkede tanke kan en differenstryktransmitter benyttes til at måle interface mellem 2 væsker der har forskellig vægtfylde. Omstændelig da den kræver at systemet indstilles med medie i tanken – således skal der ved montage sikres at en række forhold er gennemført, nemlig:

• Begge trykudtag skal altid være dækket af væske, det betyder at niveauet i tanken altid skal være højere end det øverste trykudtag.
• 4 mA indstilles når tanken er fyldt med det letteste af produkterne.
• 20 mA indstilles når tanken er fyldt med det tungeste af produkterne.

Derudover skal man sørge for der altid er et referencetryk på det nederste trykudtag, normalt opnås dette med et kapillarrørssystem, hvor referenceniveauet har konstant højde og densitet.

Typiske opgaver

Den mest almindelige opgave er bestemmelse grænsefladen mellem olie og vand, f.eks. i forbindelse med opsamlings sumpe, hvor der er risiko for oliespild fra maskiner/køretøjer kan blandes med regnvand. Da olie er lettere end vand (vægtfylde typisk 0,7kg/l mod 1,0kg/l), vil det flyde ovenpå vandet og det er derfor muligt at separere de 2 væsker under en udpumpning – så vandet kan behandles med det øvrige regnvand, mens olien kan ledes til genanvendelse/nedbrydning.

Men i mange andre processer vil det kunne betale sig at genanvende et eller flere af de spildprodukter der opsamles, og til det kan interface være en nyttig måling, der i de fleste tilfælde kan etableres ved en overskuelig investering.