Сензори за ниво на течността в резервоара: видове, преглед на производителите, приложения, особености на монтажа

Сензорите за ниво на течността в резервоара измерват нивото на течността в резервоара и подават сигнал при достигане на границата на нивото на пълнене. Такива устройства се състоят от чувствителен сензор, който реагира на определени физични параметри, и верига за измерване, наблюдение и показване на. В зависимост от областта на приложение използваните устройства се различават по своята функция.

Информацията в статията ще ви помогне да научите повече за принципи на работа различни видове сензори и техните приложения. Намира се в ще бъде направен преглед техните плюсове и минуси, Производителите, които са се наложили на пазара, са изброени.

Класификация на устройствата

Сензорите за ниво на течността могат да бъдат манометри или аларми. Първите са предназначени за непрекъснато измерване на нивото на течността в даден момент. Те използват сензори, които работят на различни физически принципи. По-нататъшната обработка на получените от тях сигнали се извършва от аналогови или цифрови електронни схеми, включени в нивомерите. Получените показания се показват на елементите на дисплея.

Сензорите за ниво на течността ви предупреждават, когато нивото на течността в резервоара достигне предварително определена стойност, зададена от елементите за настройка. известни още като сензори за нивото на резервоара, които спират по-нататъшното захранване. Техният изходен сигнал е дискретен. Предупредителният сигнал може да бъде под формата на светлинна или звукова сигнализация. Това автоматично изключва системите за пълнене или източване.

Методи за измерване на нивото

В зависимост от свойствата на течността, чието ниво в резервоара трябва да се определи, се използват следните методи за измерване:

• свържете се с, където Пряко взаимодействие на сензора за ниво на течността в резервоара или част от него с измерваната среда;
• безконтактност, като се избягва прякото взаимодействие на сензора с течността (поради нейните агресивни свойства или висок вискозитет).

Контактните устройства са разположени в резервоара директно на повърхността на средата (поплавъци), в дълбочина (манометри за хидростатично налягане) или на стената на резервоара на определена височина (кондензатори с плочи). За безконтактните нивомери (радарни, ултразвукови) е необходимо да има пряка видимост към повърхността на измерваната течност и да няма пряк контакт с нея.

принцип на работа

Както задвижванията за ниво, така и превключващите задвижвания използват различни принципи на работа за своята функция. Най-често срещаните видове са

• сензори за нивото на поплавъка в резервоара
• капацитивен;
• хидростатични сензори за ниво;
• устройства от радарен тип;
• ултразвукови сензори.

От своя страна плаващите елементи могат да бъдат механични, дискретни и магнитостриктивни. Първите три групи включват устройства, които използват контактен метод на измерване, а другите две принадлежат към безконтактните устройства.

механични поплавъчни сонди

Лекият поплавък, поставен трайно върху повърхността на течността в резервоара, е свързан чрез система от механични лостове със средния изход на потенциометъра, който е рамото на моста на съпротивлението. Ако количеството на течността в резервоара е сведено до минимум, мостът се счита за балансиран. Няма напрежение в измервателния диагонал.

Когато резервоарът се напълни, поплавъкът следва положението на нивото на течността, като премества подвижния контакт на потенциометъра чрез система от лостове. Промяната на съпротивлението на потенциометъра води до нарушаване на баланса на моста. Напрежението, приложено върху измервателния диагонал, се използва от електронната схема на системата за индикация. Неговите аналогови или цифрови показания съответстват на количеството течност в резервоара в текущия момент.

Дискретни поплавъчни сензори

Дискретен сигнал под формата на затваряне или отваряне на контактите на рид-спирача се използва от електронния дисплей и сигналната верига, за да покаже кога нивото на течността в съда достига определена стойност. Метални контакти, изработени от материал с ниско преходно съпротивление в затворено състояние, затворени в куха изолирана стъклена колба.

Сензорът за ниво в резервоара с дискретен изход има куха тръба, която предотвратява изтичането на течност от резервоара. Във вътрешността на направляващата релса има фиксирани контакти един или няколко рид-релета. Местоположението им зависи от случая, когато е необходимо да се получи аларма, когато нивото на течността достигне предварително зададена стойност.

Поплавъкът на сензора с малък постоянен магнит вътре се движи по направляващата релса при промяна на нивото на течността в съда. Контактната група се задейства в момента, в който се свърже с магнитното поле на постоянния магнит на поплавъка. Сигналът през проводниците, свързани с контактите на сензора за нивото на водата в резервоара с рид-спирача, отива към алармената верига.

Магнитостриктивни поплавъчни сонди

Този тип сензор генерира постоянен сигнал в зависимост от нивото на течността в резервоара. Основният елемент, както и в предишния случай, е поплавък с постоянен магнит вътре, разположен върху повърхността на течността и движещ се във вертикалната равнина по направляващата.

Вътрешната кухина на водача, която е изолирана от течността, е заета от вълновод. Изработен е от магнитостриктивен материал. В долната част на елемента има източник на токови импулси, които се разпространяват по протежение на елемента.

При достигане на излъчения импулс местоположение Поплавък с магнит предизвиква взаимодействие на две магнитни полета. Резултатът от това взаимодействие е механична вибрация, която се разпространява обратно по вълновода.

Към импулсния генератор е прикрепен пиезоелемент, който улавя механичните вибрации. Външна електронна схема анализира закъснението между излъчените и приетите импулси и изчислява разстоянието до поплавъка, който е постоянно на повърхността на течността. Дисплейна схема отчита непрекъснато нивото на течността в резервоара.

Капацитивни сензори

Този тип сензори се основават на способността на кондензатора да променя капацитета си при промяна на диелектричната константа на материала, запълващ пространството между черупките. Използват се кондензатори от коаксиален тип, състоящи се от двойка коаксиални кухи метални цилиндри с различен диаметър.

Последните представляват кондензаторни черупки, между които течността може да тече свободно. Диелектричната проницаемост на въздуха и течните среди има различни стойности. Напълването на резервоара води до промяна в стойността на общата диелектрична проницаемост на коаксиалния кондензатор и следователно в неговия електрически капацитет.

Честотата на трептящата верига, в чиято верига е включен кондензаторът, се променя пропорционално на промяната на неговия капацитет. Електронен преобразувател на честота/напрежение следи тази промяна и показва стойност, пропорционална на нивото в съда.

Хидростатични преобразуватели

Друго наименование на този тип устройство е детектор или преобразувател на налягане. Те могат да бъдат стационарни, прикрепени към най-ниската точка на резервоара, напълнен с течност, или преносими. В последния случай преобразувателят на налягане е оборудван с кабел със значителна дължина. Това ги прави подходящи за различни размери резервоари.

При сензорите за хидростатично налягане сензорният елемент е мембраната, която пренася налягането на течния стълб над нея. Тя е конфигурирана по такъв начин, че атмосферното налягане да не предизвиква деформация на мембраната. От налягането в точката на измерване може да се определи височината на течния стълб или нивото в съда.

Размерът на деформацията на мембраната се преобразува в пропорционална електрическа стойност, която се използва за индикация на нивото на течността в резервоара. Използват се корекции, които отчитат плътността на средата и налягането в точката на измерване ускорение при свободно падане в точката на измерване.

Сензори от радарен тип

Сензорът за ниво на течността в резервоара използва безконтактен метод за измерване, основан на свойствата на тази среда с всякаква плътност и вискозитет, за да отрази електрически сигнал. Честотата на излъчвания радарен сигнал над повърхността на измерваната течност се променя линейно.

Отразено от повърхността, то пристига в приемника със закъснение, което се определя от дължината на изминатия път. Следователно има разлика между честотите на двата сигнала. Честотното изместване се използва от анализатора на локатора за определяне на пътя, който е изминал сигналът, или на нивото на отразяващата течност спрямо позицията на радара.

Ултразвукови сензори за ниво

Схема на измерване, използвана за датчиците от този тип, съответства на разгледаната в предишния раздел. Методът за измерване, базиран на местоположението, се използва в диапазона на ултразвуковите вълни.

Получените данни определят разликата във времето между сигналите, излъчени от предавателя, и тези, получени от приемника. Като използва данните за скоростта на разпространение на ултразвука по повърхността на течността, анализаторът определя разстоянието, което е изминал сигналът, или нивото на течността в резервоара.

Ето преглед на производителите

Сензори за нивото на резервоара "ОВЕН" позволяват да се извършват необходимите измервания на високо ниво. Техните продукти се рекламират на много чуждестранни уебсайтове.

Заслужават внимание продуктите на L-CARD, местен разработчик и производител, вписан в Държавния регистър на измервателните уреди. Alta Group, която е на руския пазар от повече от 10 години, получи заслужени положителни отзиви.

Заключение

Манометрите за резервоари трябва да се избират в зависимост от условията на приложение, свойствата на течностите, изискванията за точност и т.н. Най-точните показания могат да се получат с помощта на радарни сензори, магнитострикционни датчици.

Не забравяйте, че абсолютната точност изисква по-високи разходи за материали. Поплавъчните сонди и сигнализатори са най-простите устройства, но тяхната приложимост е ограничена от условията на вибрации, дължащи се на разпенването на течността, нейния вискозитет, агресивността на средата.

Оптималното решение, базирано на съотношението цена/качество, е използването на хидростатични и капацитивни сензори, при условие че са спазени ограниченията, наложени върху свойствата на измерваната течност.