Tank içerisindeki sıvı seviye sensörleri, hem doldurulan sıvı miktarının mevcut ölçümünü yapmanızı hem de limit değerlerine ulaşıldığını raporlamanızı sağlar. Bu tür cihazlar, belirli fiziksel parametrelere yanıt veren hassas bir sensör ile ölçüm, kontrol ve gösterge devrelerinden oluşmaktadır. Uygulamaya bağlı olarak, çalışma prensibinde farklılık gösteren cihazlar kullanılır.
Makalede sunulan bilgiler, farklı sensör türlerinin çalışma prensiplerini ve uygulama alanlarını öğrenmenize yardımcı olacaktır. Avantajları ve dezavantajları hakkında kısa bir inceleme yapılacak, piyasada kendilerini kanıtlamış ana üreticiler belirtilecektir.
Cihazların sınıflandırılması
Tanktaki sıvı seviye sensörleri, seviye göstergeleri veya sinyal cihazları olabilir. Bunlardan ilki, o andaki sıvı seviyesinin sürekli ölçümü için tasarlanmıştır.zaman. Farklı fiziksel prensipler üzerinde çalışan sensörler kullanırlar. Onlardan gelen sinyallerin daha fazla işlenmesi, seviye göstergelerinin bir parçası olan analog veya dijital elektronik devreler tarafından gerçekleştirilir. Elde edilen göstergeler, ekran öğelerinde görüntülenir.
Sinyal cihazları, ayar elemanları tarafından önceden ayarlanmış, tanktaki sıvı seviyesinin belirli bir değerine ulaşılması konusunda uyarır. Diğer adları, daha fazla beslemeyi kapatmak için tanktaki su seviyesi sensörleridir. Çıkış sinyalleri ayrıktır. Uyarı, ışıklı veya sesli alarm şeklinde verilebilir. Bu durumda doldurma veya boş altma sistemlerinin çalışması otomatik olarak engellenir.
Seviye ölçüm yöntemleri
Tank içinde ölçülecek sıvının özelliklerine bağlı olarak aşağıdaki ölçüm yöntemleri kullanılır:
- tank veya bunun bir kısmındaki sıvı seviye sensörünün ölçülen ortamla doğrudan etkileşime girdiği kontak;
- temassız, sensörün sıvı ile doğrudan etkileşimini önler (agresif özellikleri veya yüksek viskozitesi nedeniyle).
Kontak cihazları, tankta doğrudan ölçülen sıvının yüzeyinde (yüzer), derinliğinde (hidrostatik basınç göstergeleri) veya belirli bir yükseklikte tank duvarında (plaka kapasitörleri) bulunur. Temassız sayaçlar (radar, ultrasonik) için, ölçülen sıvının yüzeyinin doğrudan görülebildiği ve doğrudan temas olmadığı bir bölge sağlamak gerekir.onu.
Çalışma ilkeleri
Hem seviye göstergeleri hem de sinyal cihazları, işlevlerini yerine getirmek için farklı çalışma prensipleri kullanır. Aşağıdaki cihaz türleri en yaygın olarak kullanılır:
- tanktaki sıvı seviyesi için şamandıra sensörleri;
- kapasitif;
- hidrostatik sıvı seviye sensörleri;
- radar tipi cihazlar;
- ultrasonik sensörler.
Şamandıra sırasıyla mekanik, ayrık ve manyetostriktif olabilir. İlk üç sensör grubu, temaslı ölçüm yöntemini kullanan cihazları içerir, diğer ikisi temassız cihazlardır.
Mekanik şamandıralı anahtarlar
Tanktaki sıvının yüzeyinde sürekli olarak bulunan hafif bir şamandıra, direnç köprüsünün kolu olan potansiyometrenin orta terminaline bir mekanik kol sistemi ile bağlanır. Tankta minimum miktarda sıvı bulunan köprünün dengeli olduğu kabul edilir. Ölçüm diyagonalinde voltaj yok.
Depo dolduğunda, şamandıra, potansiyometrenin hareketli temasını kol sistemi boyunca hareket ettirerek sıvı seviyesinin konumunu izler. Potansiyometrenin direncinin değiştirilmesi, köprünün dengeli durumunun ihlaline yol açar. Ölçüm diyagonalinde görünen voltaj, ekran sisteminin elektronik devresi tarafından kullanılır. Analog veya dijital okumaları, o anda tanktaki sıvı miktarına karşılık gelir.
Ayrık şamandıralı anahtarlar
Devre şeklinde ayrık sinyalveya reed anahtarının kontaklarının açılması, elektronik gösterge ve sinyalizasyon devresi tarafından tanktaki sıvı seviyesinin belirli bir değere ulaştığını bildirmek için kullanılır. Kapalı olduklarında düşük temas direncine sahip bir malzemeden yapılan metal kontaklar, içi boş yalıtımlı cam bir ampulün içine yerleştirilmiştir.
Ayrık çıkışlı tanktaki su seviye sensörü, tanktan gelen sıvının içine girmediği içi boş bir boru şeklinde bir kılavuz içerir. Bir veya daha fazla reed rölesinin kontakları kılavuzun içinde sabitlenmiştir. Konumları, sıvı seviyesi ayarlanan değere ulaştığında bir alarm alınmasının gerekli olduğu duruma bağlıdır.
İçinde küçük bir kalıcı mıknatıs bulunan sensörün şamandırası, tanktaki sıvı seviyesi değiştiğinde kılavuz boyunca hareket eder. Temas grubunun çalışması, şamandıranın kalıcı mıknatısının manyetik alanına girdiği anda gerçekleşir. Reed ş alter tankındaki su seviye sensörünün kontaklarına bağlanan teller üzerinden sinyal alarm devresine gider.
Manyetostriktif şamandıra sensörleri
Bu tip sensörler, tanktaki sıvı seviyesine bağlı olarak sabit bir sinyal sağlar. Ana eleman, önceki durumda olduğu gibi, sıvının yüzeyinde konumunu alan ve kılavuz boyunca dikey bir düzlemde hareket eden, içinde kalıcı bir mıknatıs bulunan bir şamandıradır.
Kılavuzun sıvıdan izole edilmiş iç boşluğu bir dalga kılavuzu tarafından işgal edilmiştir. Manyetostriktiften yapılmıştırmalzeme. Öğenin altında, kendisi boyunca yayılan bir akım darbeleri kaynağı bulunur.
Yayılan darbe, mıknatıs ile şamandıranın konumuna ulaştığında, iki manyetik alan etkileşime girer. Bu etkileşimin sonucu, dalga kılavuzu boyunca geri yayılan mekanik titreşimlerin ortaya çıkmasıdır.
Mekanik titreşimleri yakalayan puls üretecinin yanına bir piezoelektrik eleman sabitlenmiştir. Harici bir elektronik devre, yayılan ve alınan darbeler arasındaki zaman gecikmesini analiz eder ve sürekli olarak sıvının yüzeyinde bulunan şamandıraya olan mesafeyi hesaplar. Gösterge devresi, tanktaki sıvı seviyesini sürekli olarak bildirir.
Kapasitif sensörler
Bu tip sensörlerin çalışması, plakaları arasındaki boşluğu dolduran malzemenin dielektrik sabiti değiştiğinde elektrik kapasitansını değiştirmek için bir kapasitörün özelliklerine dayanır. Farklı çaplarda bir çift koaksiyel içi boş metal silindir olan koaksiyel kapasitörler kullanılır.
İkincisi, sıvının serbestçe nüfuz edebileceği kapasitör plakalarıdır. Hava ve sıvı ortamın dielektrik sabitleri farklı değerlere sahiptir. Tankın doldurulması, koaksiyel kapasitörün toplam dielektrik sabitinin değerinde ve buna bağlı olarak elektrik kapasitansında bir değişikliğe yol açar.
Salınım devresinin frekansı,kapasitörün bağlı olduğu devre, kapasitansındaki değişimle orantılı olarak değişir. Elektronik frekans/voltaj dönüştürücü bu değişikliği izler ve tankın dolum derecesiyle orantılı bir değer görüntüler.
Hidrostatik sensörler
Böyle bir cihaz için başka bir isim detektör veya basınç dönüştürücüdür. Sabit, sıvı dolu tankın dibine sabitlenmiş veya portatif olabilirler. İkinci durumda, basınç transdüserleri oldukça uzun bir kablo ile donatılmıştır. Bu, farklı geometrik boyutlardaki tanklar için kullanılmalarını sağlar.
Hidrostatik sensörün hassas elemanı, üzerindeki sıvı kolonunun basıncını algılayan bir zardır. Ayarı, atmosferik basınç membranın deformasyonuna yol açmayacak şekilde yapılır. Ölçüm noktasındaki basınç, sıvı kolonunun yüksekliğini veya tankın dolum derecesini belirlemek için kullanılabilir.
Membran deformasyon miktarı, daha sonra tanktaki sıvı seviyesini görüntülemek için kullanılan elektriksel orantılı bir değere dönüştürülür. Ölçülen ortamın yoğunluğunu ve ölçüm noktasındaki yerçekimi ivmesini hesaba katan düzeltmeler uygulanır.
Radar tipi sensörler
Tank sıvı seviye sensörü, herhangi bir yoğunluktaki bu ortamın özelliklerine dayanan temassız bir ölçüm yöntemi kullanırve elektrik sinyalini yansıtmak için viskozite. Ölçülen sıvı seviyesinin yüzeyinin üzerinde bulunan bir radarın yayılan sinyalinin frekansı lineer bir yasaya göre değişir.
Yüzeyden yansıyarak, alınan yolun uzunluğuna göre belirlenen bir gecikme ile alıcı cihaza ulaşır. Bu nedenle, iki sinyalin frekansları arasında bir fark vardır. Frekans kaymasının büyüklüğü ile, konumlandırıcının analiz cihazı, sinyalin kat ettiği yolu veya radarın konumuna göre yansıtıcı sıvının seviyesini belirler.
Ultrasonik seviye sensörleri
Bu tür sensörler için kullanılan ölçüm şeması, makalenin önceki bölümünde açıklanana karşılık gelir. Konum ölçüm yöntemi ultrasonik dalga boyu aralığında uygulanır.
Alınan veriler, yayılan verici ile alıcı tarafından alınan sinyaller arasındaki zaman farkını belirler. Sıvı yüzeyinin üzerindeki boşlukta ultrasonun yayılma hızına ilişkin verileri kullanan analiz cihazı, sinyalin kat ettiği mesafeyi veya tanktaki sıvının seviyesini belirler.
Üreticilere kısa bir bakış
"ARIES" tankındaki sıvı seviye sensörleri, gerekli ölçümleri yüksek seviyede yapmanızı sağlar. Ürünlerinin reklamları birçok yabancı sitede bulunabilir.
Yerli geliştirici ve üretici L-CARD'ın, Devlet Ölçüm Cihazları Kaydı'na dahil olan ürünlerine ilgiyi hak ediyor. 10 yılı aşkın süredir Rusya pazarında yer alan Alta Grup,olumlu geribildirimi hak etti.
Sonuç
Tanktaki sıvı seviye sensörleri, kullanım koşullarına, sıvıların özelliklerine, gerekli ölçüm doğruluğu göstergelerine göre seçilmelidir. En doğru okumalar, radar tipi sensörler, manyetostriktif sayaçlar kullanılarak elde edilebilir.
Mutlak doğruluğun daha yüksek malzeme maliyetleri gerektirdiği unutulmamalıdır. Şamandıra sensörleri ve sinyal cihazları en basit cihazlardır, ancak sıvının köpürmesi, viskozitesi ve ortamın agresifliği nedeniyle kullanımları titreşim koşulları ile sınırlıdır.
Fiyat/kalite oranına dayalı en uygun çözüm, ölçülen sıvının özelliklerine getirilen kısıtlamalara tabi olarak hidrostatik ve kapasitif sensörlerin kullanılmasıdır.
