Væskeniveausensorer i tanken giver dig mulighed for både at foretage den aktuelle måling af mængden af fyldt væske og rapportere opnåelsen af dens grænseværdier. Sådanne enheder består af en følsom sensor, der reagerer på visse fysiske parametre, og måle-, kontrol- og indikationskredsløb. Afhængigt af applikationen bruges der enheder, der adskiller sig i princippet om deres funktion.
Oplysningerne i artiklen hjælper dig med at lære om principperne for drift af forskellige typer sensorer og deres anvendelsesområder. En kort gennemgang af deres fordele og ulemper vil blive udført, de vigtigste producenter, der har bevist sig på markedet, vil blive angivet.
Klassificering af apparater
Væskeniveausensorer i tanken kan være niveaumålere eller signaludstyr. Den første af dem er designet til kontinuerlig måling af væskeniveauet i det aktuelle øjeblik.tid. De bruger sensorer, der arbejder efter forskellige fysiske principper. Yderligere behandling af signalerne, der kommer fra dem, udføres af analoge eller digitale elektroniske kredsløb, der er en del af niveaumålerne. De opnåede indikatorer vises på displayelementerne.
Signalenheder advarer om at nå en vis værdi af væskeniveauet i tanken, forudindstillet af indstillingselementerne. Deres andet navn er vandstandssensorer i tanken for at slukke for dens yderligere forsyning. Deres udgangssignal er diskret. Advarslen kan gives i form af en lys- eller lydalarm. I dette tilfælde blokeres driften af påfyldnings- eller tømningssystemerne automatisk.
Metoder til niveaumåling
Afhængig af egenskaberne af væsken, der skal måles i tanken, anvendes følgende målemetoder:
- kontakt, hvor væskeniveausensoren i tanken eller en del af den interagerer direkte med det målte medium;
- ikke-kontakt, undgår sensorens direkte interaktion med væsken (på grund af dens aggressive egenskaber eller høje viskositet).
Kontaktenheder er placeret i tanken direkte på overfladen af den målte væske (flydere), i dens dybde (hydrostatiske trykmålere) eller på tankvæggen i en bestemt højde (pladekondensatorer). For ikke-kontaktmålere (radar, ultralyd) er det nødvendigt at tilvejebringe en zone med direkte synlighed af overfladen af den målte væske og fravær af direkte kontakt medhende.
Driftsprincipper
Både niveaumålere og signalenheder bruger forskellige driftsprincipper til at udføre deres funktioner. Følgende typer enheder er mest udbredte:
- flydesensorer til væskeniveau i tanken;
- kapacitiv;
- hydrostatiske væskeniveausensorer;
- enheder af radartypen;
- ultralydssensorer.
Float kan til gengæld være mekanisk, diskret og magnetostriktiv. De første tre grupper af sensorer omfatter enheder, der bruger kontaktmetoden til måling, de to andre er ikke-kontaktenheder.
Mekaniske svømmerafbrydere
En let flyder, konstant på overfladen af væsken i tanken, er forbundet med et system af mekaniske håndtag til den midterste terminal af potentiometeret, som er armen på modstandsbroen. Med en minimal mængde væske i tanken anses broen for at være afbalanceret. Der er ingen spænding i dens målediagonal.
Når tanken fyldes, overvåger flyderen væskeniveauets position ved at flytte potentiometerets bevægelige kontakt gennem håndtagssystemet. Ændring af potentiometerets modstand fører til en krænkelse af broens balancerede tilstand. Spændingen, der vises i dens målediagonal, bruges af displaysystemets elektroniske kredsløb. Dens analoge eller digitale aflæsninger svarer til mængden af væske i tanken på det aktuelle tidspunkt.
Diskrete svømmerafbrydere
Diskret signal i form af et kredsløbeller åbning af reed-kontaktens kontakter bruges af det elektroniske indikerings- og signalkredsløb til at meddele, at væskeniveauet i tanken har nået en vis værdi. Metalkontakterne, som er lavet af et materiale med lav kontaktmodstand, når de er lukkede, er placeret i en hul isoleret glaspære.
Vandstandssensoren i tanken med en diskret udgang har en føring i form af et hult rør, hvori væske fra tanken ikke trænger ind. Kontakterne på et eller flere reed-relæer er fastgjort inde i guiden. Deres placering afhænger af det tilfælde, hvor det er nødvendigt at modtage en alarm, når væskeniveauet når den indstillede værdi.
Følerens svømmer med en lille permanent magnet indbygget bevæger sig langs guiden, når væskeniveauet i tanken ændres. Betjeningen af kontaktgruppen sker i det øjeblik, den kommer ind i magnetfeltet i flyderens permanentmagnet. Signalet gennem ledningerne forbundet til kontakterne på vandstandssensoren i reed switch tanken går til alarmkredsløbet.
Magnetostriktive flydesensorer
Sensorer af denne type giver et konstant signal afhængigt af væskeniveauet i tanken. Hovedelementet, som i det foregående tilfælde, er en flyder med en permanent magnet indeni, som tager sin position på væskens overflade og bevæger sig i et lodret plan langs guiden.
Det indre hulrum af guiden, isoleret fra væsken, er optaget af en bølgeleder. Den er lavet af magnetostriktivmateriale. I bunden af elementet er en kilde til strømimpulser, der forplanter sig langs det.
Når den udstrålede puls når placeringen af flyderen med magneten, interagerer to magnetfelter. Resultatet af denne interaktion er forekomsten af mekaniske vibrationer, der forplanter sig tilbage langs bølgelederen.
Et piezoelektrisk element er fastgjort ved siden af impulsgeneratoren, som fanger mekaniske vibrationer. Et eksternt elektronisk kredsløb analyserer tidsforsinkelsen mellem de udsendte og modtagne impulser og beregner afstanden til flyderen, som konstant er på overfladen af væsken. Indikationskredsløbet rapporterer konstant væskeniveauet i tanken.
Kapacitive sensorer
Betjeningen af sensorer af denne type er baseret på en kondensators egenskaber til at ændre dens elektriske kapacitans, når dielektricitetskonstanten for materialet, der fylder rummet mellem dets plader, ændres. Der bruges koaksiale kondensatorer, som er et par koaksiale hule metalcylindre med forskellige diametre.
Sidstnævnte er kondensatorplader, mellem hvilke væske frit kan trænge ind. De dielektriske konstanter for luft og flydende medium har forskellige værdier. Fyldning af tanken fører til en ændring i værdien af den totale dielektriske konstant for koaksialkondensatoren og følgelig dens elektriske kapacitans.
Frekvens af det oscillerende kredsløb, inkredsløbet, som kondensatoren er tilsluttet, ændres i forhold til ændringen i dens kapacitans. Den elektroniske frekvens-/spændingsomformer overvåger denne ændring og viser en værdi, der er proportional med tankens fyldningsgrad.
Hydrostatiske sensorer
Et andet navn for sådan en enhed er en detektor eller en tryktransducer. De kan være stationære, fastgjort i bunden af tanken fyldt med væske eller bærbare. I sidstnævnte tilfælde er tryktransducere udstyret med et kabel af betydelig længde. Dette gør det muligt at bruge dem til tanke af forskellige geometriske størrelser.
Det følsomme element i en hydrostatisk sensor er en membran, der opfatter trykket fra en væskesøjle over den. Dens justering er lavet på en sådan måde, at atmosfærisk tryk ikke fører til deformation af membranen. Trykket ved målepunktet kan bruges til at bestemme væskesøjlens højde eller tankens fyldningsgrad.
Mængden af membrandeformation konverteres til en elektrisk proportional værdi, som derefter bruges til at vise væskeniveauet i tanken. Der anvendes korrektioner, der tager højde for densiteten af det målte medium og tyngdeaccelerationen på målepunktet.
sensorer af radartype
Beholderens væskeniveausensor bruger en berøringsfri målemetode baseret på egenskaberne for dette medium uanset densitetog viskositet for at reflektere det elektriske signal. Frekvensen af det udsendte signal fra en radar placeret over overfladen af det målte væskeniveau ændres i henhold til en lineær lov.
Reflektet fra overfladen ankommer den til den modtagende enhed med en forsinkelse, der bestemmes af længden af den tilbagelagte vej. Der er således forskel på frekvenserne af de to signaler. Ud fra størrelsen af frekvensskiftet bestemmer lokalisatorens analyseanordning den vej, som signalet tilbagelægger eller niveauet af den reflekterende væske i forhold til radarens placering.
Ultralydniveausensorer
Måleskemaet, der bruges til sensorer af denne type, svarer til det, der blev diskuteret i det foregående afsnit af artiklen. Målemetoden for placering anvendes i ultralydsbølgelængdeområdet.
De modtagne data bestemmer tidsforskellen mellem den udsendte sender og de signaler, der modtages af modtageren. Ved hjælp af data om udbredelseshastigheden af ultralyd i rummet over væskens overflade bestemmer analyseapparatet afstanden tilbagelagt af signalet eller niveauet af væsken i tanken.
Kort oversigt over producenter
Væskeniveausensorer i tanken "ARIES" giver dig mulighed for at foretage de nødvendige målinger på et højt niveau. Annoncering for deres produkter kan findes på mange udenlandske websteder.
Fortjener opmærksomhed på produkterne fra den indenlandske udvikler og producent L-CARD, inkluderet i det statslige register over måleinstrumenter. Alta Group, som har været på det russiske marked i mere end 10 år, harvelfortjent positiv feedback.
Konklusion
Væskeniveausensorer i tanken bør vælges baseret på betingelserne for deres brug, væskers egenskaber, de nødvendige indikatorer for målenøjagtighed. De mest nøjagtige aflæsninger kan opnås ved hjælp af radar-type sensorer, magnetostriktive målere.
Det skal huskes, at absolut nøjagtighed kræver højere materialeomkostninger. Flydesensorer og signaleringsenheder er de enkleste enheder, men deres brug er begrænset af vibrationsforhold på grund af væskens skumdannelse, dens viskositet og mediets aggressivitet.
Den optimale løsning, baseret på pris/kvalitetsforholdet, er brugen af hydrostatiske og kapacitive sensorer, underlagt de begrænsninger, der er pålagt den målte væskes egenskaber.
