در نگاه اول استفاده از لول سنج اولتراسونیک برای اندازهگیری سطح مایع در مخازن شیمیایی، به دلیل قیمت پایین تر و سادگی نصب، وسوسه کننده است.
اما در مورد اسید هیدروکلریک این انتخاب معمولاً در بلندمدت با مشکلات جدی عملکردی و نگهداری همراه میشود. دلایل فنی آن به شرح زیر است:
1. بخار و میعان (Condensation)
اسید هیدروکلریک دارای بخارهای بسیار خورنده است. این بخارها در ناحیه بالای مخزن تجمع پیدا کرده و روی سطح سنسور میعان میکنند.
تشکیل لایه ی نازک از مایع اسید روی دیافراگم سنسور باعث میشود:
موج صوتی به درستی بازتاب نشود سیگنال ضعیف یا ناپایدار سنسور در حالت Lost Echo قرار گیرد
انداز مگیری ها به صورت نوسانی یا اشتباه نمایش داده شوند.
با گذر زمان این میعانها به تخریب سطح حسگر منجر میشوند.
2. خورندگی بخار اسید
حتی اگر سنسور از جنس PVDF یا PTFE ،باشد بخار HCI در محیط بسته به مرور وارد بدنه ی ترانسدیوسر شده و مدار
داخلی را از بین میبرد.
این مشکل در مدلهای یکپارچه (Compact) مانند FMU41 شدیدتر است چون الکترونیک نزدیک به بخش سنجش قرار دارد.
به همین دلیل Endress+Hauser خود نیز توصیه کرده است در کاربردهای اسیدی از نوع Remote مثل (FDU91 + FM90 ) استفاده شود تا سنسور از قسمت الکترونیکی جدا باشد و بتوان آن را در محیط خورنده نصب کرد.
3. تغییر سرعت صوت در محیط بخار اسیدی
امواج اولتراسونیک به شدت به ترکیب گاز بالای مایع حساس اند.
در محیطی که بخار HCI وجود دارد چگالی و سرعت صوت در هوا تغییر میکند در نتیجه زمان رفت و برگشت پالسها دیگر ثابت نیست.
این پدیده باعث خطای غیر قابل پیش بینی در اندازه گیری میشود؛ یعنی اگر سطح مایع تغییر نکند، عدد نشان داده شده
بالا و پایین میشود.
4. رسوب و خوردگی در ناحیه نازل
در صورت استفاده از نازل فلزی یا استیل ،معمولی بخار اسید در دهانه نازل مینشیند و با گذشت زمان باعث خوردگی شدید و نشتی در محل نصب میشود.
همچنین چنانچه لوله ی نصب Standpipe) استفاده شود و از جنس مناسب (PVDF/PTFE-lined) نباشد، سیگنال اکو دچار تضعیف و اعوجاج خواهد شد.
5. تعمیرات و خرابی زودرس
در کاربردهای مشابه تجربه ی میدانی نشان داده است که سنسورهای اولتراسونیک در محیط بخار HCI معمولاً در کمتر از ۶ ماه دچار خطا افت سیگنال یا خرابی دائمی میشوند.
در حالی که مدلهای راداری 80GHz) با لنز PVDF در همان شرایط چند سال بدون مشکل کار میکنند.
راهکار پیشنهادی فنی
برای مخازن حاوی اسید هیدروکلریک بهترین گزینه ی اولتراسونیک استفاده از ترکیب زیر است:
(PVDF IP68 :جنس ( Endress+Hauser FD91 : سنسور
(ریموت نصب در محیط (امن FMU95 یا FMU90 : ترانسمیتر
جمع بندی نهایی
اولتراسونیک در محیط های اسیدی کار میکند، اما نه برای مدت طوالنی و نه بدون محدودیت.
مشکلات واقعی در آینده عبارتاند از:
- خوردگی سنسور
- خطای نوسانی در اندازه گیری
- “Loss of echo”خطای
- نیاز به تعو یض مکرر سنسور
- خطر نشتی و خرابی نازل