【प्रश्न-उत्तर, प्रश्न संख्या 156】2016.09.23

फ्लोट लेवल मीटर, तरल पदार्थों के स्तर एवं घनत्व आदि को मापने हेतु प्रयोग में आने वाला एक उपकरण है। इसका डिज़ाइन आर्किमिडीज़ के नियमों एवं चुंबकीय संयोजन सिद्धांतों के आधार पर किया गया है। इस उपकरण में समस्या तब उत्पन्न होती है, जब घूर्णन अक्ष जकड़ जाता है; ऐसा जंग या चिपचिपेपन के कारण होता है, जिससे घूर्णन अक्ष सही तरह से घूम नहीं पाता।

सिद्धांत/आधार； जब तरल की सतह का स्तर अलग-अलग होता है, तो डूबे हुए ट्यूब का तरल में डूबा हुआ भाग भी अलग-अलग होता है। इस कारण उत्पन्न तैराव-बल भी अलग-अलग होता है, जिससे विस्थापन होता है। यांत्रिक तंत्र के माध्यम से इस विस्थापन को कोणीय विस्थापन में परिवर्तित करके तरल का स्तर मापा ज मापन माध्यम के गुणों एवं घनत्व में होने वाले परिवर्तनों का, मापन परिणामों पर काफी प्रभाव पड़ता है।

डंप ट्यूब वाले लेवल मीटर का मापन सिद्धांत； जब तरल की सतह का स्तर अलग-अलग होता है, तो डूबे हुए ट्यूब का तरल में डूबा हुआ भाग भी अलग-अलग होता है। इस कारण उत्पन्न तैराव-बल भी अलग-अलग होता है, जिससे विस्थापन होता है। यांत्रिक तंत्र के माध्यम से इस विस्थापन को कोणीय विस्थापन में परिवर्तित करके तरल का स्तर मापा ज मापन माध्यम के गुणों एवं घनत्व में होने वाले परिवर्तनों का, मापन परिणामों पर काफी प्रभाव पड़ता है।

डाइविंग ट्यूब लेवल मीटर, तैराव के सिद्धांत पर ही काम करता है। मापन में त्रुटियों के कारण हैं: तापमान में परिवर्तन। ； माध्यम का घनत्व परिवर्तन ； तरल पदार्थ का स्तर लगातार बदलता रहता है।

परिवर्तनशील तैराव-बल वाला स्तर मापक, जिसे “डूबने वाले ट्यूब वाला स्तर मापक” भी कहा जाता है; यही है वह “ट्यूब वाला स्तर मापक” जिसके बारे में हम बात कर रहे हैं। जब तरल पदार्थ का स्तर अलग-अलग होता है, तो डूबने वाले ट्यूब का तरल पदार्थ में डूबा हुआ भाग भी अलग-अलग हो जाता है। इस कारण उस पर लगने वाला तैराव-बल भी अलग-अलग हो जाता है, जिससे ट्यूब में विस्थापन होता है। यह विस्थापन यांत्रिक तंत्र के माध्यम से कोणी

डंप ट्यूब टाइप लेवल मीटर, फ्लोटिंग फोर्स आधारित लेवल मीटरों में से एक पुराना प्रकार है। इसकी संरचना सरल है, यह विश्वसनीय रूप से काम करता है, बाहरी परिस्थितियों से प्रभावित नहीं होता, एवं इसकी देखभाल भी आसान है। डिफरेंशियल प्रेशर लेवल मीटर की तुलना में, कई मामलों में इसमें आइसोलेशन एवं क्लीनिंग की आवश्यकता ही नहीं पड़ती। साथ ही, प्रेशर ट्यूब में वाष्पीकरण या घनत्व-अंतर जैसी समस्याएँ भी नहीं होतीं। इसी कारण इसका आज भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चित्र 4-8 में, टॉर्क ट्यूब-आधारित लेवल मीटर की संरचना का आरेख दर्शाया गया है। डंप ट्यूब 1 (जल-स्तर मापन उपकरण), छोटे आकार के स्टील से बना एक खोखला, लंबा बेलनाकार आकार का उपकरण है। इसे लीवर 2 के एक सिरे पर ऊर्ध्वाधर रूप से लटकाया जाता है, एवं यह आंशिक रूप से मापन हेतु उपयोग में आने वाले माध्यम में डूबा रहता है। डिटेक्शन प्रक्रिया के दौरान इसकी गति बहुत कम होती है, एवं यह तरल पदार्थ की सतह पर भी तैरता नहीं है; इसी कारण इसे “डूबने वाला ट्यूब” लीवर 2 का दूसरा सिरा, टॉर्क ट्यूब 3 एवं कोर शाफ्ट 4 के एक सिरे से लंबवत रूप से जुड़ा होता है; इसे आवरण पर मौजूद सहारों द्वारा सहारा दिया जाता है। टॉर्क ट्यूब का दूसरा सिरा, फ्लैंज के माध्यम से, मीटर हाउल 5 पर जुड़ा होता है। शैंक 4 का दूसरा सिरा मुक्त सिरा होता है; इसका उपयोग कोणीय विस्थापन प्राप्त करने हेतु किया जाता है। टॉर्क ट्यूब, लचीली मिश्र धातु से बना एक खोखला ट्यूब है। एक ओर, यह परीक्षण किए जा रहे माध्यम को बाहरी वातावरण से अलग करता है; दूसरी ओर, टॉर्शन ट्यूब की लचीली विकृति का उपयोग करके, टॉर्शन ट्यूब के एक सिरे पर लगने वाले बल को कोर शाफ्ट के घूर्णन (अर्थात् कोणीय विस्थापन) में परिवर्तित कर दिया जाता है।

फ्लोट टाइप लेवल मीटर, लेवल सेंसर एवं फ्लोट चैंबर के घटकों, फ्लोट घटकों, लीवर घटकों, एवं टॉर्क ट्यूब घटकों से मिलकर बना होता है। फ्लोटर, जाँच की जा रही तरल पदार्थ में डूबा होता है, एवं यह टॉर्क ट्यूब सिस्टम से कठोर रूप से जुड़ा होता ह टॉर्क ट्यूब पर लगने वाला बल, फ्लोटर के वजन एवं तरल पदार्थ द्वारा लगने वाले उत्प्लवन बल के बीच का अंतर होता है। इस सम्मिलित बल के कारण टॉर्क ट्यूब एक निश्चित कोण तक घूम जाती है। तरल पदार्थ की स्थिति में परिवर्तन होने से फ्लोटर पर लगने वाला उत्प्लवन बल भी बदल जाता है; इससे टॉर्क ट्यूब पर लगने वाला टॉर्क भी बदल जाता है, जिसके कारण टॉर्क ट्यूब और अधिक घूमती है। यह घूर्णन गति, इंटेलिजेंट ट्रांसमीटर के झूलने वाले घटक तक पहुँचती है; इसके कारण झूलने वाले घटक पर लगे चुंबक भी गतिमान हो जाते हैं। इससे हॉल इफेक्ट सेंसर द्वारा मापे गए चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन हो जाता है। ट्रांसमीटर, इस चुंबकीय क्षेत्र संकेत को मानक विद्युत संकेत में परिवर्तित कर देता है; इसके द्वारा ही तरल पदार्थ का स्तर एवं सतहों का स्थान ज्ञात किया जाता है। जाम होने से बचने हेतु।

डंप ट्यूब टाइप लेवल मीटर, फ्लोटिंग फोर्स आधारित लेवल मीटरों में से एक पुराना प्रकार है। इसकी संरचना सरल है, यह विश्वसनीय रूप से काम करता है, बाहरी परिस्थितियों से प्रभावित नहीं होता, एवं इसकी देखभाल भी आसान है। डिफरेंशियल प्रेशर लेवल मीटर की तुलना में, कई मामलों में इसमें आइसोलेशन एवं क्लीनिंग की आवश्यकता ही नहीं पड़ती। साथ ही, प्रेशर ट्यूब में वाष्पीकरण या घनत्व-अंतर जैसी समस्याएँ भी नहीं होतीं। इसी कारण इसका आज भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। डिप ट्यूब टाइप लेवल मीटर की संरचना: डिप ट्यूब (लेवल मापन हेतु उपकरण), स्टेनलेस स्टील से बना एक खोखला, लंबा बेलनाकार आकार का उपकरण है। इसे लीवर के एक सिरे पर ऊर्ध्वाधर रूप से लटकाया जाता है, एवं यह आंशिक रूप से मापन हेतु उपयोग में आने वाले माध्यम में डूबा रहता है। डिटेक्शन प्रक्रिया के दौरान इसकी गति बहुत कम होती है, एवं यह तरल पदार्थ की सतह पर भी तैरता नहीं है; इसी कारण इसे “डूबने वाला ट्यूब” लीवर का दूसरा सिरा, टॉर्क ट्यूब एवं कोर शाफ्ट के एक सिरे से लंबवत रूप से जुड़ा होता है; इसे केस पर मौजूद सहारों द्वारा सहारा दिया जाता है। टॉर्क ट्यूब का दूसरा सिरा, फ्लैंज के माध्यम से, इंस्ट्रूमेंट के केस से जुड़ा होता है। शैंक 4 का दूसरा सिरा मुक्त सिरा होता है; इसका उपयोग कोणीय विस्थापन प्राप्त करने हेतु किया जाता है।