تسمح لك مستشعرات مستوى السائل في الخزان بإجراء القياس الحالي لكمية السائل المملوء ، والإبلاغ عن تحقيق قيمها الحدية. تتكون هذه الأجهزة من مستشعر حساس يستجيب لبعض المعلمات الفيزيائية ودوائر القياس والتحكم والإشارة. اعتمادًا على التطبيق ، يتم استخدام الأجهزة التي تختلف في مبدأ عملها.
ستساعدك المعلومات الواردة في المقالة على التعرف على مبادئ تشغيل أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار ومجالات تطبيقها. سيتم إجراء مراجعة موجزة لمزاياها وعيوبها ، وسيتم الإشارة إلى الشركات المصنعة الرئيسية التي أثبتت وجودها في السوق.
تصنيف الأجهزة
يمكن أن تكون مستشعرات مستوى السائل في الخزان مقاييس مستوى أو أجهزة إشارات. تم تصميم أولهما للقياس المستمر لمستوى السائل في الوقت الحالي.الوقت. يستخدمون أجهزة استشعار تعمل على مبادئ فيزيائية مختلفة. يتم إجراء مزيد من المعالجة للإشارات الواردة منها بواسطة الدوائر الإلكترونية التناظرية أو الرقمية التي تعد جزءًا من مقاييس المستوى. يتم عرض المؤشرات التي تم الحصول عليها على عناصر العرض.
أجهزة الإشارة تحذر من الوصول إلى قيمة معينة لمستوى السائل في الخزان ، محددة مسبقًا بواسطة عناصر الإعداد. اسمها الآخر هو مستشعرات مستوى الماء في الخزان لإيقاف إمدادها الإضافي. إشارة الخرج الخاصة بهم منفصلة. يجوز إصدار التحذير على شكل إنذار ضوئي أو صوتي. في هذه الحالة ، يتم إيقاف تشغيل أنظمة التعبئة أو الصرف تلقائيًا.
طرق قياس المستوى
اعتمادًا على خصائص السائل المراد قياسه في الخزان ، يتم استخدام طرق القياس التالية:
- جهة اتصال ، حيث يتفاعل مستشعر مستوى السائل في الخزان أو جزء منه بشكل مباشر مع الوسيط المقاس ؛
- عدم التلامس ، وتجنب التفاعل المباشر للمستشعر مع السائل (بسبب خصائصه العدوانية أو اللزوجة العالية).
توجد أجهزة التلامس في الخزان مباشرة على سطح السائل المقاس (العوامات) ، أو في عمقها (مقاييس الضغط الهيدروستاتيكي) ، أو على جدار الخزان على ارتفاع معين (مكثفات اللوحة). بالنسبة للعدادات غير المتصلة (الرادار ، فوق الصوتي) ، من الضروري توفير منطقة للرؤية المباشرة لسطح السائل المقاس وعدم وجود اتصال مباشر مع
مبادئ التشغيل
يستخدم كل من مقاييس المستوى وأجهزة الإشارة مبادئ تشغيل مختلفة لأداء وظائفها. الأنواع التالية من الأجهزة هي الأكثر استخدامًا:
- مستشعرات تعويم لمستوى السائل في الخزان ؛
- بالسعة ؛
- مستشعرات مستوى السائل الهيدروستاتيكي ؛
- أجهزة من نوع الرادار ؛
- مجسات بالموجات فوق الصوتية
الطفو ، بدوره ، يمكن أن يكون ميكانيكيًا ومنفصلًا ومغناطيسيًا. تشتمل المجموعات الثلاث الأولى من أجهزة الاستشعار على أجهزة تستخدم طريقة قياس التلامس ، والمجموعات الأخرى عبارة عن أجهزة غير ملامسة.
مفاتيح التبديل الميكانيكية ذات العوامة
عوامة ضوئية ، باستمرار على سطح السائل في الخزان ، متصلة بواسطة نظام روافع ميكانيكية بالطرف الأوسط لمقياس الجهد ، وهو ذراع جسر المقاومة. مع وجود أقل كمية من السائل في الخزان ، يعتبر الجسر متوازنًا. قطري القياس لايوجد جهد.
أثناء امتلاء الخزان ، يراقب الطفو موضع مستوى السائل عن طريق تحريك التلامس المتحرك لمقياس الجهد عبر نظام الرافعة. يؤدي تغيير مقاومة مقياس الجهد إلى انتهاك الحالة المتوازنة للجسر. يتم استخدام الجهد الذي يظهر في قطر القياس الخاص به بواسطة الدائرة الإلكترونية لنظام العرض. تتوافق قراءاته التناظرية أو الرقمية مع كمية السائل في الخزان في الوقت الحالي.
مفاتيح التبديل ذات العوامة المنفصلة
إشارة منفصلة على شكل دائرةأو يتم استخدام فتح نقاط التلامس الخاصة بمفتاح القصب بواسطة دائرة الإشارة الإلكترونية والإشارة للإبلاغ عن وصول مستوى السائل في الخزان إلى قيمة معينة. يتم وضع نقاط التلامس المعدنية ، المصنوعة من مادة ذات مقاومة تلامس منخفضة عند إغلاقها ، في لمبة زجاجية معزولة مجوفة.
يشتمل مستشعر مستوى الماء في الخزان بمخرج منفصل على دليل على شكل أنبوب مجوف لا يدخل فيه السائل من الخزان. تم إصلاح نقاط التلامس الخاصة بواحد أو أكثر من مرحلات الريشة داخل الدليل. يعتمد موقعهم على الحالة التي يكون فيها من الضروري استقبال إنذار عندما يصل مستوى السائل إلى القيمة المحددة.
يتحرك تعويم المستشعر بمغناطيس دائم صغير مدمج فيه على طول الدليل عندما يتغير مستوى السائل في الخزان. تحدث عملية مجموعة الاتصال في اللحظة التي تدخل فيها المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم للطفو. تنتقل الإشارة عبر الأسلاك المتصلة بملامسات مستشعر مستوى الماء في خزان تبديل القصب إلى دائرة الإنذار.
مستشعرات العوامة المغناطيسية
توفر المستشعرات من هذا النوع إشارة ثابتة حسب مستوى السائل في الخزان. العنصر الرئيسي ، كما في الحالة السابقة ، هو تعويم بداخله مغناطيس دائم ، والذي يأخذ موقعه على سطح السائل ويتحرك في مستوى عمودي على طول الدليل.
التجويف الداخلي للدليل ، المعزول عن السائل ، مشغول بدليل موجي. وهي مصنوعة من تقبض مغناطيسيمواد. يوجد في الجزء السفلي من العنصر مصدر للنبضات الحالية التي تنتشر على طوله.
عندما تصل النبضة المشعة إلى موقع الطفو مع المغناطيس ، يتفاعل مجالان مغناطيسيان. نتيجة هذا التفاعل حدوث اهتزازات ميكانيكية تنتشر مرة أخرى على طول الدليل الموجي.
عنصر كهرضغطية مثبت بجوار مولد النبض ، والذي يلتقط الاهتزازات الميكانيكية. تقوم الدائرة الإلكترونية الخارجية بتحليل التأخير الزمني بين النبضات المنبعثة والمتلقاة وتحسب المسافة إلى العوامة ، والتي تكون دائمًا على سطح السائل. تقوم دائرة المؤشرات بالإبلاغ باستمرار عن مستوى السائل في الخزان.
مستشعرات سعوية
يعتمد تشغيل المستشعرات من هذا النوع على خصائص المكثف لتغيير سعته الكهربائية عندما يتغير ثابت العزل للمادة التي تملأ الفراغ بين ألواحه. يتم استخدام المكثفات المحورية ، وهي عبارة عن زوج من الاسطوانات المعدنية المجوفة المحورية بأقطار مختلفة.
الأخير عبارة عن ألواح مكثف ، يمكن للسائل أن يخترق بينها بحرية. الثوابت العازلة للهواء والوسيط السائل لها قيم مختلفة. يؤدي ملء الخزان إلى تغيير في قيمة إجمالي ثابت العزل للمكثف المحوري ، وبالتالي سعته الكهربائية.
تردد الدائرة التذبذبية ، فيتتغير الدائرة التي يتصل بها المكثف بما يتناسب مع التغير في سعتها. يراقب محول التردد / الجهد الإلكتروني هذا التغيير ويعرض قيمة تتناسب مع درجة ملء الخزان.
مستشعرات هيدروستاتيكية
اسم آخر لمثل هذا الجهاز هو كاشف أو محول ضغط. يمكن أن تكون ثابتة أو مثبتة في قاع الخزان المملوء بالسائل أو محمولة. في الحالة الأخيرة ، تم تجهيز محولات الضغط بكابل بطول كبير. هذا يسمح باستخدامها لخزانات ذات أحجام هندسية مختلفة.
العنصر الحساس لجهاز الاستشعار الهيدروستاتيكي هو غشاء يستشعر ضغط عمود سائل فوقه. يتم تعديله بحيث لا يؤدي الضغط الجوي إلى تشوه الغشاء. يمكن استخدام الضغط عند نقطة القياس لتحديد ارتفاع عمود السائل أو درجة امتلاء الخزان.
يتم تحويل مقدار تشوه الغشاء إلى قيمة كهربائية متناسبة ، والتي يتم استخدامها بعد ذلك لعرض مستوى السائل في الخزان. يتم تطبيق التصحيحات التي تأخذ في الاعتبار كثافة الوسيط المقاس وتسارع الجاذبية عند نقطة القياس.
مستشعرات من نوع الرادار
يستخدم مستشعر مستوى السائل في الخزان طريقة قياس عدم التلامس بناءً على خصائص هذه الوسيلة بأي كثافةواللزوجة لتعكس الإشارة الكهربائية. يتغير تردد الإشارة المنبعثة من الرادار الموجود فوق سطح مستوى السائل المقاس وفقًا لقانون خطي.
ينعكس من السطح ، ويصل إلى جهاز الاستقبال بتأخير يحدده طول المسار المقطوع. وبالتالي ، هناك فرق بين ترددات الإشارتين. من خلال حجم انزياح التردد ، يحدد جهاز تحليل محدد الموقع المسار الذي تنتقله الإشارة أو مستوى السائل العاكس بالنسبة لموقع الرادار.
مستشعرات المستوى بالموجات فوق الصوتية
مخطط القياس المستخدم لأجهزة الاستشعار من هذا النوع يتوافق مع المخطط الذي تمت مناقشته في القسم السابق من المقالة. يتم تطبيق طريقة تحديد الموقع في نطاق الطول الموجي بالموجات فوق الصوتية.
تحدد البيانات المستلمة فرق الوقت بين المرسل المرسل والإشارات التي يستقبلها جهاز الاستقبال. باستخدام بيانات عن سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الفضاء فوق سطح السائل ، يحدد جهاز التحليل المسافة التي تقطعها الإشارة ، أو مستوى السائل في الخزان.
نظرة عامة موجزة عن الشركات المصنعة
مستشعرات مستوى السائل في الخزان "ARIES" تسمح لك بإجراء القياسات اللازمة على مستوى عالٍ. يمكن العثور على الإعلان عن منتجاتهم في العديد من المواقع الأجنبية.
يستحق الاهتمام بمنتجات المطور والمصنع المحلي L-CARD ، المدرجة في سجل الدولة لأدوات القياس. Alta Group ، التي تعمل في السوق الروسية منذ أكثر من 10 سنوات ، لديهاعن جدارة ردود فعل إيجابية.
الخلاصة
يجب اختيار مستشعرات مستوى السائل في الخزان بناءً على ظروف استخدامها ، وخصائص السوائل ، والمؤشرات المطلوبة لدقة القياس. يمكن الحصول على أدق القراءات باستخدام أجهزة استشعار من نوع الرادار ، عدادات التقبُّض المغناطيسي.
يجب أن نتذكر أن الدقة المطلقة تتطلب تكاليف مادية أعلى. تعد أجهزة استشعار التعويم وأجهزة الإشارة من أبسط الأجهزة ، ولكن استخدامها محدود بسبب ظروف الاهتزاز بسبب رغوة السائل ، ولزوجته ، وقوة الوسط.
الحل الأمثل ، بناءً على نسبة السعر / الجودة ، هو استخدام المستشعرات الهيدروستاتيكية والسعة ، مع مراعاة القيود المفروضة على خصائص السائل المقاس.
