مقاله در مورد شاخص های سطح مایع که در صنایع مختلف - از خودرو گرفته تا خانگی و صنعتی - استفاده می شود صحبت می کند. برای خودکارسازی فرآیندهای مختلف، کنترل سطح مایع ضروری است. این کار را می توان با استفاده از سنسورهای خاص انجام داد. آنها سیگنالی را در مورد سطحی که مایع در مخزن قرار دارد به واحد کنترل ارسال می کنند. در زیر انواع اصلی سنسورها و ویژگی های عملکرد آنها توضیح داده می شود.
اصل کار و طراحی
طراحی این نوع سنسور به عملکرد آن بستگی دارد. این پارامتر بر نوع دستگاه تأثیر می گذارد - می تواند سیگنال یا اندازه گیری باشد. اولین ها برای ردیابی نقطه خاصی از پر کردن ظرف (به عنوان مثال حداکثر یا حداقل) مورد نیاز است. دومی به شما این امکان را می دهد که به طور مداوم مقدار مایع را کنترل کنید.
بر اساساصل کار ممکن است در رسانایی الکتریکی، هیدرواستاتیک، الکترومغناطیس، آکوستیک، اپتیک و غیره باشد. این پارامتر اصلی است که محدوده استفاده از دستگاه ها را تعیین می کند.
و روش اندازه گیری می تواند غیر تماسی یا تماسی باشد.
همچنین شایان ذکر است که طراحی بستگی به منطقه ای دارد که دستگاه در آن استفاده می شود. شما باید بدانید که اندازه گیری سطح آب آشامیدنی ساده یا مواد قابل احتراق دو چیز متفاوت هستند.
انواع سنسور
گیج‌های سطح مایع در دیگ‌های بخار را می‌توان به صورت متفاوتی مورد استفاده قرار داد. نکته اصلی این است که آنها بار را تحمل کنند. انواع مختلفی از لوازم خانگی وجود دارد:
- Float.
- استفاده از سونوگرافی.
- سنسورهای خازنی.
- دستگاه های دارای الکترود.
- کار بر روی اصل رادار.
- دستگاه های هیدرواستاتیک.
سازهای شناور
اینها ساده ترین وسایلی هستند که به معنای واقعی کلمه در همه جا یافت می شوند. از چنین دستگاه هایی می توانید یک نشانگر سطح مایع خنک کننده برای خودرو بسازید. موارد مشابه در مخازن سوخت نصب می شوند. به هر حال، حتی در کاسه‌های توالت ساده نیز از حسگر شناور استفاده می‌شود، فقط این حسگر عملکرد یک درایو مکانیکی را تنظیم می‌کند که با رسیدن به حداکثر علامت، منبع آب را می‌بندد.
در مورد ساده ترین حسگرهای سطح الکترونیکی، آنها از یک آهنربا نصب شده بر روی یک اهرم شناور و یک جفت سوئیچ نی تشکیل شده اند. اصل عملکرد دستگاهمانند این:
- وقتی ظرف به حداقل می رسد، آهنربا در مقابل سوئیچ نی مربوطه قرار می گیرد. کنتاکت ها بسته شده و رله الکترومغناطیسی روشن می شود. با کمک آن است که می توانید قسمت برق پمپ را تغییر دهید.
- هنگامی که به حداکثر نقطه رسید، دومین سوئیچ نی فعال می شود، که سیگنالی برای باز کردن مدار برق می دهد. در نتیجه، عرضه آب یا مایعات دیگر متوقف می شود.
اما اگر از کلیدهای نی استفاده نمی کنید، بلکه از یک مقاومت متغیر سیمی استفاده می کنید، می توانید آن را به یک ولت متر وصل کنید. و سپس شما می توانید سطح را در مخزن کنترل کنید.
دستگاه های اولتراسونیک
شایان ذکر است که الزامات مربوط به شاخص های سطح مایع کاملاً قابل قبول است - آنها را می توان در یک محیط مایع استفاده کرد. اما آنها به خوبی با مواد خشک کار می کنند. برای سنسورهای سطح از این نوع، خروجی ها می توانند گسسته یا آنالوگ باشند. به عبارت دیگر، دستگاه می تواند زمانی که به یک نقطه خاص برسد، پر شدن را محدود کند. همچنین امکان نظارت مداوم بر سطح وجود دارد. این طراحی شامل یک فرستنده سیگنال اولتراسونیک، یک گیرنده و یک کنترلر است که امکان پردازش سیگنال را فراهم می کند.
سیستم به شرح زیر عمل می کند:
- یک تکانه از امیتر می آید.
- سیگنال توسط دستگاه دریافت می شود.
- تضعیف سیگنال اولتراسونیک در حال تجزیه و تحلیل است. در صورتی که مخزن پر باشد، سیگنال حداکثر خواهد بود. اگر خالی باشد، حداقل است.
دستگاه های کنترل سطح مایع بدون تماس اولتراسونیکو سیم ندارند، بنابراین می توان از آنها حتی در محیط های انفجاری و تهاجمی استفاده کرد.
بعد از انجام تنظیمات اولیه، نیازی به سرویس دهی دستگاه نیست - منبع آن به ویژه به دلیل عدم وجود عناصر متحرک بسیار زیاد است.
سنسورهای الکترود
حسگرهایی از این نوع به شما امکان می دهد یک یا چند سطح را در مخزن کنترل کنید. تنها یک ویژگی وجود دارد - ماده ای که سطح آن اندازه گیری می شود باید جریان را انجام دهد. بنابراین نمی توان سطح آب مقطر را با این دستگاه ها اندازه گیری کرد. از چنین وسایلی برای مثال در برج های آبی استفاده می شود.
هنگامی که سطح آب از حداقل مقدار مجاز پایین می آید، الکترودهای پایین و میانی باز هستند - سیگنالی برای روشن شدن ایستگاه پمپاژ داده می شود. هنگامی که برج پر می شود، الکترودهای میانی و بالایی بسته می شوند، پمپ ها خاموش می شوند. طراحی ساده و قابل اعتماد است، اما برای کار باید از سیم استفاده کنید. و اگر آنها از هم جدا شوند و این اتفاق در یک زمستان شدید رخ دهد؟ بازیابی عملکرد مشکل ساز خواهد بود.
سنسورهای خازنی
ساده ترین راه برای کنترل مقدار مایع، بریدن شیشه در ظرف است. در این مورد، نشانگر سطح مایع مورد نیاز نیست، زیرا پر شدن قابل مشاهده است. اما اغلب این امکان پذیر نیست، بنابراین از طرح های مختلف دستگاه برای نمایش سطح استفاده می شود.
با کمک دستگاه های خازنی می توانید حداکثر میزان پر شدن مخزن را تعیین کنید. واندازه گیری مقدار مواد مایع و حجم آن مجاز است.
عملکرد سنسور بسیار شبیه به خازن است - ظرفیت بین دو صفحه عنصر اندازه گیری می شود. هنگامی که مقدار آستانه خازن به دست می آید، سیگنالی به دستگاه پردازش اطلاعات - میکروکنترلر ارسال می شود. گاهی اوقات تماس به اصطلاح خشک درگیر است. در این حالت، متر از ماده جدا می شود و پشت دیواره مخزن قرار می گیرد.
چنین دستگاه هایی می توانند در محدوده دمایی نسبتاً وسیعی کار کنند. علاوه بر این، تابش الکترومغناطیسی نمی تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد.
سنسورهای نوع رادار
چنین دستگاه های سیگنال دهی تقریباً جهانی هستند، زیرا با همه مواد کار می کنند. آنها را می توان حتی در محیط های تهاجمی و انفجاری استفاده کرد. و باید توجه داشت که دما و فشار بالا نمی تواند بر دقت اندازه گیری تأثیر بگذارد.
اصل کار بسیار ساده است - امواج رادیویی در محدوده بسیار باریکی ساطع می شوند. مانند دستگاه های اولتراسونیک، سطح افت قدرت سیگنال اندازه گیری می شود.
سنسورهای هیدرواستاتیک
اگر امکان استفاده از نشانگر سطح مایع بصری وجود ندارد، باید از یک نشانگر الکترونیکی استفاده کنید. Hydrostatic به شما امکان می دهد هم سطوح حد و هم وضعیت فعلی را اندازه گیری کنید. در این حالت فشار اندازه گیری می شود که ستونی از مایع ایجاد می کند. این نوع سنسورها بسیار محبوب هستند، می توان از آن در همه موارد استفاده کردبرج آب برای خلاص شدن از شر الکترودها، که خیلی راحت نیستند.
