Senzor razine tekućine u spremniku: vrste, pregled proizvođača, primjena, značajke instalacije

Senzori razine tekućine u spremniku omogućuju trenutno mjerenje količine napunjene tekućine i izvještavanje o postizanju njezinih graničnih vrijednosti. Takvi se uređaji sastoje od osjetljivog senzora koji reagira na određene fizičke parametre i sheme mjerenja, upravljanja i indikacije. Ovisno o području primjene, koriste se uređaji koji se razlikuju po principu njihovog djelovanja.

Informacije navedene u članku pomoći će vam da saznate više načela rada senzori različitih vrsta i njihova područja primjene. Hoće izvršen kratki pregled ih prednosti i nedostaci, navedeni su glavni proizvođači koji su se dokazali na tržištu.

Klasifikacija uređaja

Senzori razine tekućine u spremniku mogu biti mjerači razine ili alarmi. Prvi od njih dizajnirani su za stalno mjerenje razine tekućine u trenutnom trenutku. Koriste senzore koji rade na različitim fizičkim principima. Daljnju obradu signala koji dolaze iz njih proizvode analogni ili digitalni elektronički sklopovi koji su dio mjerača razine. Dobiveni pokazatelji prikazani su na elementima indikacije.

Alarmi upozoravaju na postizanje određene, unaprijed postavljene vrijednosti razine tekućine u spremniku pomoću elemenata postavke. Njihovo drugo ime su senzori razine vode u spremniku za isključivanje njegove daljnje opskrbe. Njihov izlaz je diskretan. Upozorenje se može izdati u obliku svjetlosnog ili zvučnog alarma. To automatski blokira rad sustava za punjenje ili ispuštanje tekućine.

Metode mjerenja razine

Ovisno o svojstvima tekućine čija se razina u spremniku mora odrediti, koriste se sljedeće metode mjerenja:

• kontakt, u kojem senzor razine tekućine u spremniku ili njegovom dijelu izravno komunicira s izmjerenim medijem;
• beskontaktno, čime se izbjegava izravna interakcija senzora s tekućinom (zbog njegovih agresivnih svojstava ili visoke viskoznosti).

Kontaktni uređaji nalaze se u spremniku izravno na površini izmjerene tekućine( Plovci), u njegovoj dubini (hidrostatički manometri) ili na zidu spremnika na određenoj visini (pločasti kondenzatori). Za beskontaktna brojila (radarski, ultrazvučni) potrebno je osigurati vidno polje površine izmjerene tekućine i odsutnost izravnog kontakta s njom.

Načela djelovanja

I mjerači razine i Signalizatori koriste različite principe rada za obavljanje svojih funkcija. Najrasprostranjeniji su uređaji sljedećih vrsta:

• plutajući senzori razine tekućine u spremniku;
• kapacitivni;
• hidrostatički senzori razine tekućine;
• uređaji radarskog tipa;
• ultrazvučni senzori.

Plovak, pak, može biti mehanički, diskretni i magnetostriktivni. Prve tri skupine senzora uključuju uređaje koji koriste kontaktnu metodu mjerenja, a druge dvije se odnose na beskontaktne uređaje.

Mehanički senzori plovka

Lagani plovak koji je stalno na površini tekućine u spremniku povezan je sustavom mehaničkih krakova sa srednjim terminalom potenciometra, koji je krak mosta otpora. 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 pomicanjem pomičnog kontakta potenciometra kroz sustav poluga. Promjena otpora potenciometra dovodi do poremećaja uravnoteženog stanja mosta. Rezultirajući napon u njegovoj mjernoj dijagonali koristi se elektroničkim krugom indikacijskog sustava. Njegova analogna ili digitalna očitanja odgovaraju količini tekućine u spremniku u trenutnom trenutku.

Diskretni plutajući senzori

Diskretni signal u obliku zatvaranja ili otvaranja kontakata trstičnog releja koristi se elektroničkim indikacijskim i alarmnim krugom za obavještavanje kada razina tekućine u spremniku dosegne određenu vrijednost. Metalni kontakti, izrađeni od materijala s niskim prijelaznim otporom kada su zatvoreni, smješteni su u šuplju izoliranu staklenu tikvicu.

Senzor razine vode u spremniku s diskretnim izlazom sadrži vodilicu u obliku šuplje cijevi u koju tekućina iz spremnika ne ulazi. Kontakti su fiksirani unutar vodilice jednog ili nekoliko Reed releja. Njihovo mjesto ovisi o tome u kojem je slučaju potrebno dobiti alarm da razina tekućine dosegne zadanu vrijednost.

Plovak senzora s ugrađenim malim trajnim magnetom kreće se duž vodilice kada se promijeni razina tekućine u spremniku. Kontaktna skupina se aktivira u trenutku kada uđe u magnetsko polje trajnog magneta plovka. Signal kroz žice spojene na kontakte osjetnika razine vode u spremniku trstične sklopke ide u alarmni krug.

Magnetostriktivni plutajući senzori

Ova vrsta senzora daje konstantan signal, ovisno o razini tekućine u spremniku. Glavni element, kao u prethodnom slučaju, je plovak s permanentnim magnetom iznutra, 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 magnetostriktivnog materijala. U donjem dijelu elementa nalazi se izvor strujnih impulsa koji se šire duž njega.

Kada se postigne zračeni impuls lokacije plovak s magnetom dolazi do interakcije dvaju magnetskih polja. Rezultat takve interakcije je pojava mehaničkih vibracija koje se šire natrag duž valovoda.

Piezo element je fiksiran u blizini impulsnog generatora koji bilježi mehaničke vibracije. Vanjski elektronički sklop analizira vremensko kašnjenje između emitiranih i primljenih impulsa i izračunava udaljenost do plovka koji je trajno na površini tekućine. Dijagram prikaza stalno izvještava o razini tekućine u spremniku.

Kapacitivni senzori

Rad senzora ove vrste temelji se na svojstvima kondenzatora da promijeni svoj električni kapacitet kada se promijeni indikator dielektrične konstante materijala koji ispunjava prostor između njegovih ploča. Koriste se kondenzatori koaksijalnog tipa, koji su par koaksijalnih šupljih metalnih cilindara različitih promjera.

Potonji su ploče kondenzatora, između kojih tekućina može slobodno prodrijeti. Pokazatelji 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 oscilirajućeg kruga, u čiji je krug uključen kondenzator, mijenja se proporcionalno promjeni njegove kapacitivnosti. Elektronički pretvarač frekvencije / napona prati ovu promjenu i daje vrijednost proporcionalnu stupnju napunjenosti spremnika.

Hidrostatički senzori

Drugi naziv za takav uređaj je detektor ili pretvarač tlaka. Mogu biti stacionarni, fiksirani na donjoj točki spremnika napunjenog tekućinom ili prijenosni. U potonjem slučaju, pretvarači tlaka opremljeni su kabelom značajne duljine. To im omogućuje upotrebu za spremnike različitih geometrijskih veličina.

Osjetljivi element hidrostatskog senzora je membrana koja osjeća pritisak stupca tekućine iznad sebe. Njegova je postavka izvedena na takav način da atmosferski tlak ne dovodi do deformacije membrane. Iz vrijednosti tlaka na mjernoj točki možete odrediti visinu stupca tekućine ili stupanj napunjenosti spremnika.

Količina deformacije membrane pretvara se u proporcionalni električni indeks, koji se zatim koristi za prikaz razine tekućine u spremniku. Primjenjuju se korekcije koje uzimaju u obzir gustoću izmjerenog medija i ubrzanje gravitacije na mjernoj točki.

Radarski senzori

Senzor razine tekućine kapaciteta koristi beskontaktnu metodu mjerenja koja se temelji na svojstvima ovog medija bilo koje gustoće i viskoznosti da odražava električni signal. Frekvencija emitiranog radarskog signala smještenog iznad površine izmjerene razine tekućine mijenja se prema linearnom zakonu.

Odbijajući se od površine, dolazi do prijemnog uređaja s kašnjenjem određenim duljinom putovanja. Dakle, postoji razlika između frekvencija dvaju signala. Prema veličini pomaka frekvencije, uređaj za analizu lokatora određuje put koji je signal prešao ili razinu reflektirajuće tekućine u odnosu na mjesto radara.

Ultrazvučni senzori razine

Mjerna shema koja se koristi za senzore ove vrste, odgovara članku o kojem je riječ u prethodnom odjeljku. Metoda mjerenja lokacije primjenjuje se u ultrazvučnom rasponu valnih duljina.

Dobiveni podaci određuju vremensku razliku između emitiranog odašiljača i primljenih signala prijemnika. Koristeći podatke o brzini širenja ultrazvuka u prostoru iznad površine tekućine, uređaj za analizu određuje udaljenost koju je signal prešao ili razinu tekućine u spremniku.

Kratki pregled proizvođača

Senzori razine tekućine u spremniku "Ovan" omogućuju potrebna mjerenja na visokoj razini. Oglašavanje njihovih proizvoda može se naći na mnogim stranim stranicama.

Proizvodi domaćeg programera i proizvođača IPA-IPA, upisani u državni registar mjernih instrumenata, zaslužuju pažnju. Budući da je na ruskom tržištu više od 10 godina, Internet ima zaslužene pozitivne kritike.

Zaključak

Senzore razine tekućine u spremniku treba odabrati na temelju uvjeta njihove uporabe, svojstava tekućina, potrebnih pokazatelja točnosti mjerenja. Najtočnija očitanja mogu se dobiti korištenjem radarskih senzora, magnetostriktivnih mjerača.

Mora se imati na umu da apsolutna točnost zahtijeva veće materijalne troškove. Plutajući senzori i alarmi najjednostavniji su uređaji, ali njihova je upotreba ograničena uvjetima vibracija zbog pjenjenja tekućine, njene viskoznosti, agresivnosti medija.

Optimalno rješenje, na temelju omjera cijene i kvalitete, je uporaba hidrostatskih i kapacitivnih senzora, pod uvjetom da su ispunjena ograničenja nametnuta svojstvima izmjerene tekućine.