7 نوع اصلی روش های سنجش سطح - تفاوت آنها چگونه است؟
سنسورهای سطح مایع دهه‌هاست که در بازارهایی مانند غذا و نوشیدنی، صنعتی، پزشکی و خانگی، چاپ، کشاورزی، خودرو و کالاهای سفید برای تشخیص نشت یا اندازه‌گیری سطح وجود دارند.
فرآیندهایی که قبلاً شامل قطعات گران قیمت تجهیزات می‌شد، اکنون می‌توانند با استفاده از فناوری‌های خلاقانه، نوآورانه و هوشمند که می‌توانند مقرون به صرفه، قابل اعتماد، قوی، بسیار دقیق و نصب ساده باشند، به دست آیند. سیالاتی که در طول تاریخ به عنوان بسیار چالش برانگیز شناخته شده اند، مانند صابون حاوی حباب، کف، شیر و مواد چسبنده مانند چسب و جوهر، اکنون با انواع فناوری های سنجش سطح موجود، امکان پذیر و آسان تر شناسایی شده اند.
اما آیا نیازی به چنین فناوری وجود دارد - یا هر دستگاه سنجش سطح سوالی است که بسیاری از مردم ممکن است بپرسند. با این حال، با ماهیت رقابتی صنعت و تمایل مداوم به بهبود کیفیت، کاهش هزینه‌ها، ناکارآمدی‌ها و نوع ذهنیت اتلاف، هیچ شرکتی نمی‌خواهد ریسک ارائه راه‌حل‌هایی را بپذیرد که به بهترین شکل ممکن عمل نمی‌کنند.
نوری
ویبره یا چنگال تنظیم
اولتراسونیک
شناور
ظرفیت
رادار
رسانایی یا مقاومت
1. سوئیچ های سطح نوری
جوانب مثبت - فشرده، بدون قطعات متحرک، قابلیت فشار و دمای بالا، می تواند مقادیر بسیار کمی از مایعات را تشخیص دهد
معایب - تهاجمی است زیرا سنسور نیاز به تماس با مایع دارد، نیاز به نیرو دارد، برخی از مواد ضخیم می توانند باعث ایجاد پوشش روی منشور شوند.
کاربردها - برنامه های اندازه گیری سطح مخزن و تشخیص نشت
طیف وسیعی از اصطلاحات فنی برای توصیف این نوع فناوری سنجش سطح استفاده می شود. منشور نوری، الکترواپتیک، اپتیکال تک نقطه ای، سوئیچ سطح نوری ... لیست ادامه دارد. برای این منظور از عبارت Optical Level Switch استفاده خواهیم کرد. سوئیچ بسیار ساده عمل می کند. داخل محفظه سنسور یک LED و یک فوتوترانزیستور قرار دارد. هنگامی که نوک حسگر در هوا است، نور مادون قرمز داخل نوک سنسور به آشکارساز منعکس می شود. هنگامی که در مایع است، مایع مادون قرمز از نوک حسگر منکسر می شود و باعث می شود انرژی کمتری به آشکارساز برسد. به عنوان یک دستگاه حالت جامد، این سوئیچ های جمع و جور برای طیف وسیعی از کاربردهای سنجش سطح نقطه ایده آل هستند، به خصوص زمانی که قابلیت اطمینان ضروری است. سوئیچ های سطح مایع نوری برای تشخیص سطح بالا، پایین یا متوسط تقریباً در هر مخزن، بزرگ یا کوچک، مناسب هستند. آنها همچنین برای تشخیص نشت و جلوگیری از آسیب های پرهزینه مناسب هستند. نور انعکاسی مانند یک مخزن بازتابی کوچک، مخازن آینه‌ای، حباب‌ها، شیر یا مایعات پوششی اغلب می‌تواند باعث مشکلاتی در خوانش با تاخیر شود.
2. ظرفیت
مزایا - حالت جامد، می تواند غیر تهاجمی، فشرده، دقیق باشد
معایب - ممکن است نیاز به کالیبراسیون داشته باشد، فقط در مایعات خاصی قابل استفاده است
کاربردها - نظارت بر سطح مخازن در صنایع شیمیایی، مواد غذایی، تصفیه آب، برق.
سنسورهای سطح خازنی به گونه ای عمل می کنند که سیالات پردازشی دارای ثابت دی الکتریک هستند که به طور قابل توجهی با هوا متفاوت است. آنها تغییر در ظرفیت خازنی بین دو صفحه تولید شده توسط تغییرات سطح را اندازه گیری می کنند. دو نسخه موجود است، یکی برای سیالات با ثابت دی الکتریک بالا و دیگری با ثابت دی الکتریک پایین.
حسگرهای سطح خازنی با طیفی از جامدات، مایعات و مواد مخلوط کار می کنند. آنها همچنین در پیکربندی های تماسی و غیر تماسی در دسترس هستند به این معنی که برخی از آنها را می توان در خارج از کانتینر/مخزن وصل کرد. هنگام انتخاب یک دستگاه، مهم است که بدانید هر سنسور ظرفیت با هر نوع ماده یا مخزن کار نمی کند. علاوه بر این، سنسور باید بر اساس ماده خاصی کالیبره شود تا ثابت‌های دی الکتریک متفاوت و تفاوت‌ها در طراحی مخزن را توجیه کند. از آنجایی که این نوع فناوری مبتنی بر تماس است، قابلیت اطمینان این حسگرها می تواند به شدت تحت تأثیر مایعات چسبیده به کاوشگر قرار گیرد.
3. اولتراسونیک
مزایا - بدون قطعات متحرک، جمع و جور، قابل اعتماد، تحت تاثیر خواص رسانه ای قرار نمی گیرد
معایب - عملکرد گران قیمت، تهاجمی و تهاجمی می تواند تحت تأثیر عناصر مختلف در محیط قرار گیرد
کاربردها - کاربردهای غیر تماسی با مواد جامد بسیار چسبناک و حجیم. در سیستم هایی که نیاز به نظارت از راه دور دارند استفاده می شود.
سنسورهای اولتراسونیک با محاسبه مدت و قدرت امواج صوتی با فرکانس بالا که از سطح مایع منعکس می‌شوند و به حسگر بازمی‌گردند، سطوح را اندازه‌گیری می‌کنند - زمان صرف شده نسبت به فاصله بین سنسور و مایع است. مدت زمانی که حسگر طول می کشد تا واکنش نشان دهد تحت تأثیر عناصر مختلف اتمسفر بالای رسانه مانند تلاطم، کف، دما و غیره قرار می گیرد. از این رو موقعیت نصب در این دستگاه ها حیاتی است.
4. مایکروویو/رادار
جوانب مثبت - بسیار دقیق، بدون نیاز به کالیبراسیون، گزینه های خروجی متعدد
معایب - گران است، می تواند تحت تأثیر محیط قرار گیرد، محدوده تشخیص محدود
کاربردها - محیط های مرطوب، بخار و گرد و غبار. آنها همچنین در سیستم هایی که دما در آنها متفاوت است استفاده می شود
در اصل رادار به روش اولتراسونیک کار می کند، اما پالس ها با سرعت نور و دوباره حرکت می کنند. قابلیت اطمینان و تکرارپذیری را می توان تحت تأثیر قرار داد - اما این بار توسط ثابت دی الکتریک سیال. با این حال، رادار می تواند اطلاعات سطح بسیار دقیقی را ارائه دهد و همچنین ساختارهای ثابت داخل کانتینر را جبران کند. نکته منفی می تواند این باشد که هزینه اولیه سنسور نسبتاً بالا است، اما چندین تولید کننده این فناوری را برای بازار گسترده تر در دسترس قرار می دهند. این سنسورها از جمله فن آوری هایی هستند که در فوم و مواد چسبنده به خوبی کار می کنند.
5. ویبره یا چنگال تنظیم
جوانب مثبت - فشرده، مقرون به صرفه
معایب - تهاجمی، تعداد استفاده محدود است
کاربردها – کنترل سطح مایع، پودرها و جامدات ریز دانه در معدن، فرآوری شیمیایی و صنایع غذایی و آشامیدنی.
فناوری حسگر ارتعاشی برای کنترل سطح جامد و مایع از جمله مواد چسبنده و فوم و همچنین پودرها و جامدات ریز دانه عالی است. با این حال، انواع برنامه‌هایی که می‌توانند از چنگال‌های تنظیم استفاده کنند، محدود به برنامه‌های کاربردی نوع خشک یا بیش از حد است و اندازه‌گیری فرآیند مداوم را ارائه نمی‌دهند. با این حال، می توان از آن در ارتباط با سیستم های تشخیص سطح مداوم استفاده کرد و به عنوان نقطه هشدار برای پر شدن بیش از حد و نشت عمل می کند.
6. رسانایی یا مقاومت
مزایا - بدون قطعات متحرک، آسان برای استفاده، کم هزینه
معایب - تهاجمی، مایعات باید رسانا باشند، فرسایش کاوشگر
کاربردها - اندازه گیری سطح مخزن برای آب دیگ بخار، نظارت بر معرف، مایعات بسیار خورنده
سنسورهای رسانا برای سنجش مایعات رسانا در سطح نقطه مانند آب و مایعات بسیار خورنده استفاده می شود. به زبان ساده، دو کاوشگر فلزی با طول های مختلف (یکی بلند، یکی کوتاه) داخل یک مخزن قرار می گیرند. پروب بلند ولتاژ پایینی را منتقل می کند، پروب دوم کوتاه تر بریده می شود تا نوک آن در نقطه سوئیچینگ باشد. هنگامی که پروب ها در مایع هستند، جریان از هر دو پروب عبور می کند تا کلید را فعال کند. یکی از مزایای این دستگاه ها ایمن بودن آنها به دلیل ولتاژ و جریان کم است. آنها همچنین برای استفاده و نصب آسان هستند، اما باید به طور منظم بررسی های تعمیر و نگهداری انجام شود تا اطمینان حاصل شود که روی پروب انباشته نشده است در غیر این صورت به درستی کار نمی کند.
7. سوئیچ شناور
مزایا: بدون برق، نشانگر مستقیم، نسبتا ارزان، خروجی های مختلف
معایب: قطعات تهاجمی، متحرک، در اندازه بزرگ، مقدار زیادی مایع باید قبل از تماس شناور وجود داشته باشد.
کاربردها: کاربردهای سطح مخزن که در آن از آب، روغن، سیالات هیدرولیک و مواد شیمیایی استفاده می شود.
سوئیچ‌های شناور یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین فن‌آوری‌ها اما به خوبی اثبات شده برای سنجش سطح آب هستند. سوئیچ شناور شامل یک آهنربا در یک شناور و یک سوئیچ نی مغناطیسی موجود در یک محفظه ایمن است. شناور با تغییر مایع حرکت می کند و بسته به اینکه در هوا یا مایع باشد سوئیچ نی باز یا بسته می شود. اگرچه طراحی ساده ای دارد، اما این فناوری قابلیت اطمینان طولانی مدت را با قیمتی جذاب ارائه می دهد.
بسته به اینکه کاربر چه سبک نصبی را انتخاب می کند، به شدت به طراحی و ساخت مخزن یا کانتینر بستگی دارد، سوئیچ قرار خواهد گرفت. به طور معمول، تامین کنندگان طیف وسیعی از گزینه های نصب را ارائه می دهند که رایج ترین آنها نصب افقی / جانبی و نصب عمودی است.