Senzori razine tekućine u spremniku omogućuju vam i trenutno mjerenje količine napunjene tekućine i izvještavanje o dostizanju njezinih graničnih vrijednosti. Takvi se uređaji sastoje od osjetljivog senzora koji reagira na određene fizičke parametre, te mjernih, kontrolnih i indikacijskih krugova. Ovisno o primjeni, koriste se uređaji koji se razlikuju po principu rada.
Informacije predstavljene u članku pomoći će vam da naučite o principima rada različitih tipova senzora i njihovim područjima primjene. Provest će se kratki osvrt na njihove prednosti i nedostatke, a bit će naznačeni glavni proizvođači koji su se dokazali na tržištu.
Klasifikacija aparata
Senzori razine tekućine u spremniku mogu biti mjerači razine ili signalni uređaji. Prvi od njih su dizajnirani za kontinuirano mjerenje razine tekućine u trenutnom trenutku.vrijeme. Koriste senzore koji rade na različitim fizičkim principima. Daljnju obradu signala koji dolaze od njih provode analogni ili digitalni elektronički sklopovi koji su dio mjerača razine. Dobiveni indikatori se prikazuju na elementima prikaza.
Signalni uređaji upozoravaju na postizanje određene vrijednosti razine tekućine u spremniku, unaprijed postavljene elementima za podešavanje. Njihovo drugo ime su senzori razine vode u spremniku za isključivanje njegove daljnje opskrbe. Njihov izlazni signal je diskretan. Upozorenje se može izdati u obliku svjetlosnog ili zvučnog alarma. U tom slučaju se automatski blokira rad sustava za punjenje ili odvod.
Metode mjerenja razine
Ovisno o svojstvima tekućine koja se mjeri u spremniku, koriste se sljedeće metode mjerenja:
- kontakt, u kojem senzor razine tekućine u spremniku ili njegovom dijelu izravno stupa u interakciju s izmjerenim medijem;
- beskontaktno, izbjegavajući izravnu interakciju senzora s tekućinom (zbog njegovih agresivnih svojstava ili visoke viskoznosti).
Kontaktni uređaji se nalaze u spremniku izravno na površini mjerene tekućine (plovci), u njenoj dubini (hidrostatski manometri) ili na stijenci spremnika na određenoj visini (pločasti kondenzatori). Za beskontaktna mjerača (radarska, ultrazvučna) potrebno je osigurati zonu izravne vidljivosti površine mjerene tekućine i izostanak izravnog kontakta snju.
Načela rada
I mjerači razine i signalni uređaji koriste različite principe rada za obavljanje svojih funkcija. Sljedeće vrste uređaja se najčešće koriste:
- senzori plutanja za razinu tekućine u spremniku;
- kapacitivni;
- hidrostatski senzori razine tekućine;
- radarski uređaji;
- ultrazvučni senzori.
Plutanje, zauzvrat, može biti mehanički, diskretno i magnetostriktivno. Prve tri grupe senzora uključuju uređaje koji koriste kontaktnu metodu mjerenja, druge dvije su uređaji bez kontakta.
Mehanički plivajući prekidači
Lagani plovak, stalno na površini tekućine u spremniku, povezan je sustavom mehaničkih poluga sa srednjim terminalom potenciometra, koji je krak otpornog mosta. S minimalnom količinom tekućine u spremniku, most se smatra uravnoteženim. U njegovoj mjernoj dijagonali nema napona.
Kako se spremnik puni, plovak prati položaj razine tekućine pomičući pomični kontakt potenciometra kroz sustav poluga. Promjena otpora potenciometra dovodi do narušavanja uravnoteženog stanja mosta. Napon koji se pojavljuje u njegovoj mjernoj dijagonali koristi elektronički sklop sustava prikaza. Njegova analogna ili digitalna očitanja odgovaraju količini tekućine u spremniku u trenutnom trenutku.
Diskretni plivajući prekidači
Diskretni signal u obliku krugaili otvaranje kontakata reed sklopke koristi se elektroničkim indikacijskim i signalnim krugom da obavijesti da je razina tekućine u spremniku dosegnula određenu vrijednost. Metalni kontakti, koji su izrađeni od materijala s niskim kontaktnim otporom kada su zatvoreni, smješteni su u šuplju žarulju od izoliranog stakla.
Senzor razine vode u spremniku s diskretnim izlazom uključuje vodilicu u obliku šuplje cijevi u koju tekućina iz spremnika ne ulazi. Kontakti jednog ili više releja učvršćeni su unutar vodilice. Njihov položaj ovisi o slučaju u kojem je potrebno primiti alarm kada razina tekućine dosegne zadanu vrijednost.
Plovak senzora s malim trajnim magnetom ugrađenim u njega pomiče se duž vodilice kada se promijeni razina tekućine u spremniku. Rad kontaktne skupine događa se u trenutku kada ona uđe u magnetsko polje trajnog magneta plovka. Signal preko žica spojenih na kontakte senzora razine vode u spremniku reed prekidača ide u krug alarma.
Magnetostriktivni senzori za plutanje
Senzori ovog tipa daju konstantan signal ovisno o razini tekućine u spremniku. Glavni element, kao iu prethodnom slučaju, je plovak s trajnim magnetom unutra, koji zauzima svoj položaj na površini tekućine i kreće se u okomitoj ravnini duž vodilice.
Unutarnju šupljinu vodilice, izoliranu od tekućine, zauzima valovod. Izrađen je od magnetostriktivnogmaterijal. Na dnu elementa je izvor strujnih impulsa koji se šire duž njega.
Kada zračeni puls dosegne mjesto plovka s magnetom, dva magnetska polja međusobno djeluju. Rezultat ove interakcije je pojava mehaničkih vibracija koje se šire duž valovoda.
Pijezoelektrični element je fiksiran uz generator impulsa, koji hvata mehaničke vibracije. Vanjski elektronički sklop analizira vremensko kašnjenje između emitiranih i primljenih impulsa i izračunava udaljenost do plovka koji je stalno na površini tekućine. Indikacijski krug stalno javlja razinu tekućine u spremniku.
Kapacitivni senzori
Rad senzora ovog tipa temelji se na svojstvima kondenzatora da mijenja svoj električni kapacitet kada se promijeni dielektrična konstanta materijala koji ispunjava prostor između njegovih ploča. Koriste se koaksijalni kondenzatori, koji su par koaksijalnih šupljih metalnih cilindara različitih promjera.
Potonje su ploče kondenzatora, između kojih tekućina može slobodno prodirati. Dielektrične konstante zraka i tekućeg medija imaju različite vrijednosti. Punjenje spremnika dovodi do promjene vrijednosti ukupne dielektrične konstante koaksijalnog kondenzatora i, sukladno tome, njegovog električnog kapaciteta.
Frekvencija oscilatornog kruga, instrujni krug na koji je kondenzator spojen mijenja se proporcionalno promjeni njegovog kapaciteta. Elektronički pretvarač frekvencije/napona prati ovu promjenu i prikazuje vrijednost proporcionalnu stupnju napunjenosti spremnika.
Hidrostatski senzori
Drugi naziv za takav uređaj je detektor ili pretvornik tlaka. Mogu biti stacionarni, fiksirani na dnu spremnika napunjenog tekućinom ili prijenosni. U potonjem slučaju, pretvarači tlaka opremljeni su kabelom značajne duljine. To im omogućuje da se koriste za spremnike različitih geometrijskih veličina.
Osjetljivi element hidrostatskog senzora je membrana koja percipira pritisak stupca tekućine iznad sebe. Njegovo podešavanje je napravljeno na način da atmosferski tlak ne dovodi do deformacije membrane. Tlak na mjernoj točki može se koristiti za određivanje visine stupca tekućine ili stupnja napunjenosti spremnika.
Količina deformacije membrane pretvara se u električnu proporcionalnu vrijednost, koja se zatim koristi za prikaz razine tekućine u spremniku. Primjenjuju se korekcije koje uzimaju u obzir gustoću mjerenog medija i ubrzanje gravitacije u točki mjerenja.
Senzori tipa radara
Senzor razine tekućine u spremniku koristi beskontaktnu metodu mjerenja na temelju svojstava ovog medija bilo koje gustoćei viskoznost za odraz električnog signala. Frekvencija emitiranog signala radara koji se nalazi iznad površine mjerene razine tekućine mijenja se prema linearnom zakonu.
Odraženo od površine, dolazi do prijemnog uređaja s kašnjenjem koje je određeno duljinom prijeđenog puta. Dakle, postoji razlika između frekvencija dvaju signala. Po veličini pomaka frekvencije, uređaj za analizu lokatora određuje put koji prolazi signal ili razinu reflektirajuće tekućine u odnosu na mjesto radara.
Ultrazvučni senzori razine
Mjerna shema korištena za senzore ovog tipa odgovara onoj o kojoj se raspravljalo u prethodnom odjeljku članka. Metoda mjerenja lokacije primjenjuje se u području ultrazvučnih valnih duljina.
Primljeni podaci određuju vremensku razliku između emitiranog odašiljača i signala koje prima prijemnik. Koristeći podatke o brzini širenja ultrazvuka u prostoru iznad površine tekućine, uređaj za analizu određuje udaljenost prijeđenu signalom, odnosno razinu tekućine u spremniku.
Kratak pregled proizvođača
Senzori razine tekućine u spremniku "OVAN" omogućuju vam da izvršite potrebna mjerenja na visokoj razini. Oglašavanje njihovih proizvoda može se naći na mnogim stranim stranicama.
Zaslužuje pažnju na proizvode domaćeg programera i proizvođača L-CARD, uvrštene u Državni registar mjernih instrumenata. Alta Grupa, koja je na ruskom tržištu više od 10 godina, jestzaslužena pozitivna povratna informacija.
Zaključak
Senzori razine tekućine u spremniku trebaju se odabrati na temelju uvjeta njihove uporabe, svojstava tekućina, potrebnih pokazatelja točnosti mjerenja. Najtočnija očitanja mogu se dobiti pomoću radarskih senzora, magnetostriktivnih mjerača.
Moramo imati na umu da apsolutna točnost zahtijeva veće materijalne troškove. Senzori plovka i signalni uređaji su najjednostavniji uređaji, ali njihova je upotreba ograničena uvjetima vibracija zbog pjene tekućine, njezine viskoznosti i agresivnosti medija..
Optimalno rješenje, temeljeno na omjeru cijene i kvalitete, je korištenje hidrostatskih i kapacitivnih senzora, podložno ograničenjima nametnutim svojstvima mjerene tekućine.
