- Εισαγωγή
Ο πομπός μέτρησης στάθμης υγρού είναι ένα όργανο που παρέχει συνεχή μέτρηση της στάθμης υγρού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της στάθμης υγρών ή στερεών σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Μπορεί να μετρήσει τη στάθμη υγρών μέσων όπως νερό, ιξώδη υγρά και καύσιμα ή ξηρά μέσα όπως στερεά και σκόνες.
Ο πομπός μέτρησης στάθμης υγρού μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες συνθήκες εργασίας, όπως σε δοχεία, δεξαμενές, ακόμη και σε ποτάμια, πισίνες και πηγάδια. Αυτοί οι πομποί χρησιμοποιούνται συνήθως στις βιομηχανίες χειρισμού υλικών, τροφίμων και ποτών, ενέργειας, χημικών και επεξεργασίας νερού. Ας ρίξουμε τώρα μια ματιά σε αρκετούς συνήθως χρησιμοποιούμενους μετρητές στάθμης υγρών.
- Υποβρύχιος αισθητήρας στάθμης
Με βάση την αρχή ότι η υδροστατική πίεση είναι ανάλογη με το ύψος του υγρού, ο υποβρύχιος αισθητήρας στάθμης χρησιμοποιεί την πιεζοηλεκτρική επίδραση διάχυτου πυριτίου ή κεραμικού αισθητήρα για να μετατρέψει την υδροστατική πίεση σε ηλεκτρικό σήμα. Μετά την αντιστάθμιση θερμοκρασίας και τη γραμμική διόρθωση, μετατρέπεται σε τυπικό σήμα εξόδου ρεύματος 4-20mADC. Το τμήμα αισθητήρα του υποβρύχιου πομπού υδροστατικής πίεσης μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο υγρό και το τμήμα πομπού μπορεί να στερεωθεί με φλάντζα ή βραχίονα, έτσι ώστε να είναι πολύ βολικό στην εγκατάσταση και τη χρήση.
Ο υποβρύχιος αισθητήρας στάθμης είναι κατασκευασμένος από προηγμένο στοιχείο ευαίσθητο σε διάχυτο πυρίτιο τύπου απομόνωσης, το οποίο μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο δοχείο ή στο νερό για να μετρήσει με ακρίβεια το ύψος από το άκρο του αισθητήρα έως την επιφάνεια του νερού και να εξάγει τη στάθμη του νερού μέσω ρεύματος 4-20mA ή σήματος RS485.
- Μαγνητικός αισθητήρας στάθμης
Η δομή του μαγνητικού πτερυγίου βασίζεται στην αρχή του σωλήνα παράκαμψης. Η στάθμη του υγρού στον κύριο σωλήνα είναι σύμφωνη με αυτήν στον εξοπλισμό του δοχείου. Σύμφωνα με τον νόμο του Αρχιμήδη, η άνωση που παράγεται από τον μαγνητικό πλωτήρα στο υγρό και τον πλωτήρα ισορροπίας βαρύτητας στη στάθμη του υγρού. Όταν η στάθμη του υγρού του μετρούμενου δοχείου ανεβαίνει και κατεβαίνει, ο περιστροφικός πλωτήρας στον κύριο σωλήνα του μετρητή στάθμης υγρού επίσης ανεβαίνει και κατεβαίνει. Ο μόνιμος μαγνητικός χάλυβας στον πλωτήρα κινεί την κόκκινη και λευκή στήλη στον δείκτη για να περιστραφεί κατά 180° μέσω της πλατφόρμας μαγνητικής σύζευξης.
Όταν η στάθμη του υγρού ανεβαίνει, το φλοτέρ αλλάζει από λευκό σε κόκκινο. Όταν η στάθμη του υγρού πέφτει, το φλοτέρ αλλάζει από κόκκινο σε λευκό. Το όριο λευκού-κόκκινου είναι το πραγματικό ύψος της στάθμης του υγρού του μέσου στο δοχείο, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η ένδειξη της στάθμης του υγρού.
- Μαγνητοσυσταλτικός αισθητήρας στάθμης υγρού
Η δομή του μαγνητοσυστολικού αισθητήρα στάθμης υγρού αποτελείται από σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα (ράβδο μέτρησης), μαγνητοσυστολικό σύρμα (σύρμα κυματοδηγού), κινητό πλωτήρα (με μόνιμο μαγνήτη στο εσωτερικό) κ.λπ. Όταν λειτουργεί ο αισθητήρας, το κυκλωματικό μέρος του αισθητήρα θα διεγείρει το παλμικό ρεύμα στο σύρμα κυματοδηγού και το μαγνητικό πεδίο παλμικού ρεύματος θα δημιουργηθεί γύρω από το σύρμα κυματοδηγού όταν το ρεύμα διαδίδεται κατά μήκος του σύρματος κυματοδηγού.
Ένας πλωτήρας είναι τοποθετημένος έξω από τη ράβδο μέτρησης του αισθητήρα και ο πλωτήρας κινείται πάνω-κάτω κατά μήκος της ράβδου μέτρησης με την αλλαγή της στάθμης του υγρού. Υπάρχει ένα σύνολο μόνιμων μαγνητικών δακτυλίων μέσα στον πλωτήρα. Όταν το παλμικό μαγνητικό πεδίο ρεύματος συναντά το μαγνητικό πεδίο του μαγνητικού δακτυλίου που παράγεται από τον πλωτήρα, το μαγνητικό πεδίο γύρω από τον πλωτήρα αλλάζει, έτσι ώστε το σύρμα κυματοδηγού από μαγνητοσυσταλτικό υλικό να παράγει έναν παλμό στρεπτικού κύματος στη θέση του πλωτήρα. Ο παλμός μεταδίδεται πίσω κατά μήκος του σύρματος κυματοδηγού με σταθερή ταχύτητα και ανιχνεύεται από τον μηχανισμό ανίχνευσης. Μετρώντας τη χρονική διαφορά μεταξύ του μεταδιδόμενου παλμικού ρεύματος και του στρεπτικού κύματος, η θέση του πλωτήρα μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια, δηλαδή η θέση της επιφάνειας του υγρού.
- Αισθητήρας στάθμης υλικού εισόδου ραδιοσυχνοτήτων
Η διείσδυση ραδιοσυχνοτήτων είναι μια νέα τεχνολογία ελέγχου στάθμης που αναπτύχθηκε από τον χωρητικό έλεγχο στάθμης, η οποία είναι πιο αξιόπιστη, πιο ακριβής και πιο εφαρμόσιμη. Αποτελεί την αναβάθμιση της τεχνολογίας χωρητικού ελέγχου στάθμης.
Η λεγόμενη ραδιοσυχνοτική δεκτικότητα σημαίνει το αντίστροφο της σύνθετης αντίστασης στην ηλεκτρική ενέργεια, η οποία αποτελείται από την αντίσταση, την χωρητική και την επαγωγική συνιστώσα. Η ραδιοσυχνότητα είναι το φάσμα ραδιοκυμάτων ενός μετρητή στάθμης υγρού υψηλής συχνότητας, επομένως η ραδιοσυχνοτική δεκτικότητα μπορεί να νοηθεί ως μέτρηση της δεκτικότητας με ραδιοκύμα υψηλής συχνότητας.
Όταν το όργανο λειτουργεί, ο αισθητήρας του οργάνου σχηματίζει την τιμή αγωγιμότητας με το τοίχωμα και το μετρούμενο μέσο. Όταν αλλάζει η στάθμη του υλικού, αλλάζει και η τιμή αγωγιμότητας ανάλογα. Η μονάδα κυκλώματος μετατρέπει τη μετρούμενη τιμή αγωγιμότητας στο σήμα εξόδου στάθμης υλικού για να πραγματοποιήσει τη μέτρηση της στάθμης του υλικού.
- Υπερηχητικός μετρητής στάθμης
Ο μετρητής στάθμης υπερήχων είναι ένα ψηφιακό όργανο στάθμης που ελέγχεται από μικροεπεξεργαστή. Κατά τη μέτρηση, το παλμικό υπερηχητικό κύμα αποστέλλεται από τον αισθητήρα και το ηχητικό κύμα λαμβάνεται από τον ίδιο αισθητήρα αφού ανακλαστεί από την επιφάνεια του αντικειμένου και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα. Η απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και του υπό δοκιμή αντικειμένου υπολογίζεται από τον χρόνο μεταξύ της μετάδοσης και της λήψης του ηχητικού κύματος.
Τα πλεονεκτήματα είναι η απουσία μηχανικών κινητών μερών, η υψηλή αξιοπιστία, η απλή και βολική εγκατάσταση, η μέτρηση χωρίς επαφή και η μη επηρεασμός από το ιξώδες και την πυκνότητα του υγρού.
Το μειονέκτημα είναι ότι η ακρίβεια είναι σχετικά χαμηλή και η δοκιμή είναι εύκολη στην τυφλή περιοχή. Δεν επιτρέπεται η μέτρηση δοχείων πίεσης και πτητικών μέσων.
- Μετρητής στάθμης ραντάρ
Ο τρόπος λειτουργίας του μετρητή στάθμης υγρού ραντάρ είναι η μετάδοση ανακλαστικής λήψης. Η κεραία του μετρητή στάθμης υγρού ραντάρ εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία ανακλώνται από την επιφάνεια του μετρούμενου αντικειμένου και στη συνέχεια λαμβάνονται από την κεραία. Ο χρόνος των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από τη μετάδοση έως τη λήψη είναι ανάλογος με την απόσταση από τη στάθμη του υγρού. Ο μετρητής στάθμης υγρού ραντάρ καταγράφει τον χρόνο των παλμικών κυμάτων και η ταχύτητα μετάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι σταθερή, οπότε μπορεί να υπολογιστεί η απόσταση από τη στάθμη του υγρού έως την κεραία ραντάρ, ώστε να γνωρίζουμε τη στάθμη του υγρού.
Στην πρακτική εφαρμογή, υπάρχουν δύο τρόποι λειτουργίας του μετρητή στάθμης υγρού ραντάρ, συγκεκριμένα η συνεχούς κύματος διαμόρφωσης συχνότητας και το παλμικό κύμα. Ο μετρητής στάθμης υγρού με τεχνολογία συνεχούς κύματος διαμόρφωσης συχνότητας έχει υψηλή κατανάλωση ενέργειας, σύστημα τεσσάρων καλωδίων και πολύπλοκο ηλεκτρονικό κύκλωμα. Ο μετρητής στάθμης υγρού με τεχνολογία παλμικού κύματος ραντάρ έχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, μπορεί να τροφοδοτηθεί από σύστημα δύο καλωδίων 24 VDC, επιτυγχάνοντας εύκολη εγγενή ασφάλεια, υψηλή ακρίβεια και ευρύτερο εύρος εφαρμογής.
- Μετρητής στάθμης ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος
Η αρχή λειτουργίας του πομπού στάθμης ραντάρ καθοδηγούμενου κύματος είναι η ίδια με αυτή του μετρητή στάθμης ραντάρ, αλλά στέλνει παλμούς μικροκυμάτων μέσω του καλωδίου ή της ράβδου του αισθητήρα. Το σήμα χτυπά την επιφάνεια του υγρού, στη συνέχεια επιστρέφει στον αισθητήρα και στη συνέχεια φτάνει στο περίβλημα του πομπού. Τα ηλεκτρονικά συστήματα που είναι ενσωματωμένα στο περίβλημα του πομπού καθορίζουν τη στάθμη του υγρού με βάση τον χρόνο που χρειάζεται το σήμα για να ταξιδέψει κατά μήκος του αισθητήρα και να επιστρέψει ξανά. Αυτοί οι τύποι πομπών στάθμης χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές σε όλους τους τομείς της τεχνολογίας διεργασιών.
Ώρα δημοσίευσης: 15 Δεκεμβρίου 2021