Senzori nivoa tečnosti u rezervoaru omogućavaju vam da izvršite trenutno merenje količine napunjene tečnosti i da prijavite postizanje njenih graničnih vrednosti. Takvi uređaji se sastoje od osjetljivog senzora koji reagira na određene fizičke parametre, te mjernih, kontrolnih i indikacijskih kola. U zavisnosti od primene 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 područjima njihove primjene. Biće izvršen kratak osvrt na njihove prednosti i nedostatke, a biće naznačeni glavni proizvođači koji su se dokazali na tržištu.
Klasifikacija aparata
Senzori nivoa tečnosti u rezervoaru mogu biti merači nivoa ili signalni uređaji. Prvi od njih su dizajnirani za kontinuirano mjerenje nivoa tečnosti u trenutnom trenutku.vrijeme. Koriste senzore koji rade na različitim fizičkim principima. Daljnju obradu signala koji dolaze od njih obavljaju analogni ili digitalni elektronski sklopovi koji su dio mjerača nivoa. Dobijeni indikatori se prikazuju na elementima displeja.
Signalni uređaji upozoravaju na dostizanje određene vrijednosti nivoa tečnosti u rezervoaru, unapred podešene elementima za podešavanje. Njihovo drugo ime je senzor nivoa vode u rezervoaru za isključivanje njegovog daljeg snabdevanja. Njihov izlazni signal je diskretan. Upozorenje se može izdati u obliku svjetlosnog ili zvučnog alarma. U tom slučaju se automatski blokira rad sistema za punjenje ili drenažu.
Metode mjerenja nivoa
U zavisnosti od svojstava tečnosti koja se meri u rezervoaru, koriste se sledeće metode merenja:
- kontakt, u kojem senzor nivoa tečnosti u rezervoaru ili njegovom dijelu direktno stupa u interakciju sa izmjerenim medijem;
- beskontaktno, izbjegavajući direktnu interakciju senzora sa tekućinom (zbog njegovih agresivnih svojstava ili visokog viskoziteta).
Kontaktni uređaji se nalaze u rezervoaru direktno na površini merene tečnosti (plovci), u njenoj dubini (hidrostatski manometri), ili na zidu rezervoara na određenoj visini (pločasti kondenzatori). Za beskontaktna mjerača (radarska, ultrazvučna) potrebno je obezbijediti zonu direktne vidljivosti površine mjerene tekućine i odsustva direktnog kontakta sanju.
Principi rada
I mjerači nivoa i signalni uređaji koriste različite principe rada za obavljanje svojih funkcija. Sljedeće vrste uređaja se najčešće koriste:
- senzori plutanja za nivo tečnosti u rezervoaru;
- kapacitivni;
- hidrostatski senzori nivoa tečnosti;
- uređaji tipa radara;
- ultrazvučni senzori.
Float, zauzvrat, može biti mehanički, diskretni i magnetostriktivni. Prve tri grupe senzora uključuju uređaje koji koriste kontaktnu metodu mjerenja, druge dvije su beskontaktni uređaji.
Mehanički plivajući prekidači
Lagani plovak, stalno na površini tečnosti u rezervoaru, povezan je sistemom mehaničkih poluga sa srednjim terminalom potenciometra, koji je krak otpornog mosta. Sa minimalnom količinom tečnosti u rezervoaru, most se smatra uravnoteženim. Na njegovoj mjernoj dijagonali nema napona.
Kako se rezervoar puni, plovak prati položaj nivoa tečnosti pomeranjem pokretnog kontakta potenciometra kroz sistem poluga. Promjena otpora potenciometra dovodi do narušavanja balansiranog stanja mosta. Napon koji se pojavljuje u njegovoj mjernoj dijagonali koristi elektronsko kolo sistema displeja. Njegova analogna ili digitalna očitavanja odgovaraju količini tekućine u spremniku u trenutnom trenutku.
Diskretni plivajući prekidači
Diskretni signal u obliku kolaili otvaranje kontakata reed prekidača koristi elektronska indikacija i signalno kolo za obavještavanje da je nivo tekućine u rezervoaru dostigao određenu vrijednost. Metalni kontakti, koji su napravljeni od materijala sa malim kontaktnim otporom kada su zatvoreni, smešteni su u šuplju izolovanu staklenu sijalicu.
Senzor nivoa vode u rezervoaru sa diskretnim izlazom uključuje vodilicu u obliku šuplje cevi u koju ne ulazi tečnost iz rezervoara. Kontakti jednog ili više releja su fiksirani unutar vodilice. Njihova lokacija zavisi od slučaja u kojem je potrebno primiti alarm kada nivo tečnosti dostigne zadatu vrednost.
Plovak senzora sa malim trajnim magnetom ugrađenim u njega kreće se duž vodilice kada se nivo tečnosti u rezervoaru promeni. Rad kontaktne grupe se događa u trenutku kada ona uđe u magnetsko polje trajnog magneta plovka. Signal preko žica spojenih na kontakte senzora nivoa vode u rezervoaru reed prekidača ide u krug alarma.
Magnetostriktivni senzori za plutanje
Senzori ovog tipa daju konstantan signal u zavisnosti od nivoa tečnosti u rezervoaru. Glavni element, kao iu prethodnom slučaju, je plovak sa trajnim magnetom unutra, koji zauzima svoj položaj na površini tečnosti i kreće se u vertikalnoj ravni duž vodilice.
Unutarnju šupljinu vodilice, izolovanu od tečnosti, zauzima talasovod. Izrađen je od magnetostriktivnogmaterijal. Na dnu elementa je izvor strujnih impulsa koji se šire duž njega.
Kada zračeni puls dosegne lokaciju plovka sa magnetom, dva magnetna polja stupaju u interakciju. Rezultat ove interakcije je pojava mehaničkih vibracija koje se šire duž talasovoda.
Pijezoelektrični element je fiksiran pored generatora impulsa, koji hvata mehaničke vibracije. Eksterno elektronsko kolo analizira vremensko kašnjenje između emitovanih i primljenih impulsa i izračunava udaljenost do plovka, koji je stalno na površini tečnosti. Indikacijski krug konstantno javlja nivo tečnosti u rezervoaru.
Kapacitivni senzori
Rad senzora ovog tipa zasniva 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 prečnika.
Potonje su kondenzatorske ploče između kojih tečnost može slobodno prodirati. Dielektrične konstante zraka i tečnog medija imaju različite vrijednosti. Punjenje rezervoara dovodi do promene vrednosti ukupne dielektrične konstante koaksijalnog kondenzatora i, shodno tome, njegovog električnog kapaciteta.
Frekvencija oscilatornog kola, inkolo na koje je kondenzator spojen mijenja se proporcionalno promjeni njegovog kapaciteta. Elektronski pretvarač frekvencije/napona prati ovu promjenu i prikazuje vrijednost proporcionalnu stepenu punjenja rezervoara.
Hidrostatički senzori
Drugi naziv za takav uređaj je detektor ili pretvarač pritiska. Mogu biti stacionarni, fiksirani na dnu rezervoara napunjenog tečnošću ili prenosivi. U potonjem slučaju, pretvarači tlaka su opremljeni kabelom velike dužine. Ovo im omogućava da se koriste za rezervoare različitih geometrijskih veličina.
Osetljivi element hidrostatičkog senzora je membrana koja opaža pritisak tečnog stuba iznad njega. Njegovo podešavanje je napravljeno na način da atmosferski pritisak ne dovede do deformacije membrane. Pritisak na mernoj tački se može koristiti za određivanje visine stuba tečnosti ili stepena punjenja rezervoara.
Količina deformacije membrane se pretvara u električnu proporcionalnu vrijednost, koja se zatim koristi za prikaz nivoa tečnosti u rezervoaru. Primjenjuju se korekcije koje uzimaju u obzir gustinu mjerenog medija i ubrzanje gravitacije u tački mjerenja.
Senzori tipa radara
Senzor nivoa tečnosti u rezervoaru koristi metodu beskontaktnog merenja zasnovanu na svojstvima ovog medija bilo koje gustinei viskozitet za odraz električnog signala. Frekvencija emitovanog signala radara koji se nalazi iznad površine mjerenog nivoa tekućine mijenja se prema linearnom zakonu.
Odbijeno od površine, stiže do prijemnog uređaja sa zakašnjenjem koje je određeno dužinom pređenog puta. Dakle, postoji razlika između frekvencija dva signala. Po veličini pomaka frekvencije, uređaj za analizu lokatora određuje putanju koju putuje signal ili nivo reflektirajuće tečnosti u odnosu na lokaciju radara.
Ultrazvučni senzori nivoa
Šema mjerenja koja se koristi za senzore ovog tipa odgovara onoj o kojoj se raspravljalo u prethodnom dijelu članka. Metoda mjerenja lokacije primjenjuje se u ultrazvučnom opsegu talasnih dužina.
Primljeni podaci određuju vremensku razliku između emitovanog predajnika i signala koje prima prijemnik. Koristeći podatke o brzini širenja ultrazvuka u prostoru iznad površine tečnosti, uređaj za analizu određuje udaljenost koju signal pređe, odnosno nivo tečnosti u rezervoaru.
Kratak pregled proizvođača
Senzori nivoa tečnosti u rezervoaru "OVAN" omogućavaju vam da izvršite potrebna merenja na visokom nivou. 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, jestezaslužena pozitivna povratna informacija.
Zaključak
Senzori nivoa tečnosti u rezervoaru se biraju na osnovu uslova njihove upotrebe, svojstava tečnosti, potrebnih pokazatelja tačnosti merenja. Najpreciznija očitavanja se mogu dobiti pomoću radarskih senzora, magnetostriktivnih mjerača.
Moramo imati na umu da apsolutna preciznost zahtijeva veće materijalne troškove. Senzori za plutanje i signalni uređaji su najjednostavniji uređaji, ali je njihova upotreba ograničena uslovima vibracija zbog pjene tečnosti, njenog viskoziteta i agresivnosti medija.
Optimalno rješenje, bazirano na odnosu cijena/kvalitet, je korištenje hidrostatskih i kapacitivnih senzora, podložno ograničenjima nametnutim svojstvima mjerenog fluida.
