Jak wybrać przetwornik poziomu?

• Wstęp

Przetwornik do pomiaru poziomu cieczy to przyrząd, który zapewnia ciągły pomiar poziomu cieczy.Może służyć do określania poziomu cieczy lub materiałów sypkich w określonym czasie.Może mierzyć poziom cieczy w mediach, takich jak woda, lepkie płyny i paliwa lub w mediach suchych, takich jak materiały sypkie i proszki.

Przetwornik do pomiaru poziomu cieczy może być używany w różnych warunkach pracy, takich jak zbiorniki, zbiorniki, a nawet rzeki, baseny i studnie.Przetworniki te są powszechnie stosowane w przemyśle przeładunkowym, spożywczym, energetycznym, chemicznym i uzdatnianiu wody.Przyjrzyjmy się teraz kilku powszechnie używanym miernikom poziomu cieczy.

• Zanurzalny czujnik poziomu

Opierając się na zasadzie, że ciśnienie hydrostatyczne jest proporcjonalne do wysokości cieczy, zanurzalny czujnik poziomu wykorzystuje piezorezystancyjny efekt rozproszonego czujnika krzemowego lub ceramicznego do konwersji ciśnienia hydrostatycznego na sygnał elektryczny.Po kompensacji temperatury i korekcji liniowej jest konwertowany na standardowe wyjście sygnału prądowego 4-20mADC.Część czujnikową zanurzalnego hydrostatycznego przetwornika ciśnienia można umieścić bezpośrednio w cieczy, a część przetwornika można zamocować za pomocą kołnierza lub wspornika, dzięki czemu instalacja i użytkowanie są bardzo wygodne.

Zatapialny czujnik poziomu wykonany jest z zaawansowanego, dyfuzyjnego, wrażliwego na krzem elementu, który można umieścić bezpośrednio w pojemniku lub wodzie, aby dokładnie zmierzyć wysokość od końca czujnika do powierzchni wody i wyprowadzić poziom wody za pomocą prądu 4 – 20 mA lub sygnał RS485.

• Magnetyczny czujnik poziomu

Konstrukcja klapy magnetycznej oparta jest na zasadzie rury obejściowej.Poziom cieczy w rurze głównej jest zgodny z poziomem w wyposażeniu kontenera.Zgodnie z prawem Archimedesa wyporność generowana przez pływak magnetyczny w cieczy oraz równowaga grawitacyjna unoszą się na jej poziomie.Gdy poziom cieczy w mierzonym naczyniu podnosi się i opada, pływak obrotowy w rurze głównej miernika poziomu cieczy również podnosi się i opada.Trwała stal magnetyczna w pływaku powoduje, że czerwono-biała kolumna wskaźnika obraca się o 180° przez platformę sprzęgu magnetycznego

Gdy poziom cieczy się podnosi, pływak zmienia kolor z białego na czerwony.Gdy poziom cieczy spada, pływak zmienia kolor z czerwonego na biały.Biało-czerwona granica to rzeczywista wysokość poziomu cieczy w zbiorniku, tak aby zrealizować wskazanie poziomu cieczy.

• Magnetostrykcyjny czujnik poziomu cieczy

Konstrukcja magnetostrykcyjnego czujnika poziomu cieczy składa się z rurki ze stali nierdzewnej (pręt pomiarowy), drutu magnetostrykcyjnego (przewodu falowodowego), ruchomego pływaka (z magnesem trwałym wewnątrz) itp. Gdy czujnik działa, część obwodu czujnika wzbudzi impuls prąd na przewodzie falowodowym, a pole magnetyczne prądu impulsowego będzie generowane wokół przewodu falowodowego, gdy prąd rozchodzi się wzdłuż przewodu falowodowego.

Na zewnątrz pręta pomiarowego czujnika umieszczony jest pływak, który wraz ze zmianą poziomu cieczy porusza się w górę iw dół wzdłuż pręta pomiarowego.Wewnątrz pływaka znajduje się zestaw trwałych pierścieni magnetycznych.Gdy pole magnetyczne prądu pulsującego styka się z polem magnetycznym pierścienia magnetycznego generowanego przez pływak, pole magnetyczne wokół pływaka zmienia się tak, że drut falowodowy wykonany z materiału magnetostrykcyjnego generuje impuls fali skrętnej w położeniu pływaka.Impuls jest przesyłany z powrotem wzdłuż przewodu falowodu ze stałą prędkością i wykrywany przez mechanizm wykrywania.Mierząc różnicę czasu pomiędzy przesyłanym prądem impulsowym a falą skręcającą można dokładnie określić położenie pływaka, czyli położenie powierzchni cieczy.

• Czujnik poziomu materiału przenikania częstotliwości radiowej

admitancja częstotliwości radiowej to nowa technologia kontroli poziomu opracowana na podstawie pojemnościowej kontroli poziomu, która jest bardziej niezawodna, dokładniejsza i bardziej odpowiednia.Jest to ulepszenie technologii pojemnościowej kontroli poziomu.
Tzw. admitancja częstotliwości radiowych oznacza odwrotność impedancji w elektryczności, która składa się z elementu rezystancyjnego, pojemnościowego i indukcyjnego.Częstotliwość radiowa to widmo fal radiowych miernika poziomu cieczy o wysokiej częstotliwości, więc admitancję na częstotliwości radiowej można rozumieć jako pomiar admitancji za pomocą fali radiowej wysokiej częstotliwości.

Podczas pracy przyrządu czujnik przyrządu tworzy wartość admitancji ze ścianą i mierzonym medium.Gdy zmienia się poziom materiału, zmienia się odpowiednio wartość admitancji.Jednostka obwodu przekształca zmierzoną wartość admitancji na sygnał wyjściowy sygnału poziomu materiału, aby zrealizować pomiar poziomu materiału.

• Ultradźwiękowy miernik poziomu

Ultradźwiękowy miernik poziomu to cyfrowy miernik poziomu kontrolowany przez mikroprocesor.W pomiarze impulsowa fala ultradźwiękowa jest wysyłana przez czujnik, a fala dźwiękowa jest odbierana przez ten sam czujnik po odbiciu od powierzchni obiektu i przetworzeniu na sygnał elektryczny.Odległość między czujnikiem a badanym obiektem jest obliczana na podstawie czasu między nadawaniem a odbiorem fali dźwiękowej.

Zaletami są brak mechanicznej części ruchomej, wysoka niezawodność, prosta i wygodna instalacja, bezkontaktowy pomiar oraz brak wpływu lepkości i gęstości cieczy.

Wadą jest to, że dokładność jest stosunkowo niska, a test łatwo mieć obszar niewidomy.Niedopuszczalny jest pomiar zbiornika ciśnieniowego i czynnika lotnego.

• Radarowy miernik poziomu

Tryb pracy radarowego miernika poziomu cieczy to nadawanie odzwierciedlające odbiór.Antena radarowego miernika poziomu cieczy emituje fale elektromagnetyczne, które odbijane są od powierzchni mierzonego obiektu, a następnie odbierane przez antenę.Czas trwania fal elektromagnetycznych od nadawania do odbioru jest proporcjonalny do odległości od poziomu cieczy.Miernik poziomu cieczy radaru rejestruje czas fal impulsowych, a prędkość transmisji fal elektromagnetycznych jest stała, a następnie można obliczyć odległość od poziomu cieczy do anteny radaru, aby poznać poziom cieczy poziomu cieczy.

W praktycznym zastosowaniu istnieją dwa tryby radarowego miernika poziomu cieczy, a mianowicie fala ciągła z modulacją częstotliwości i fala pulsacyjna.Miernik poziomu cieczy z technologią fali ciągłej z modulacją częstotliwości charakteryzuje się wysokim zużyciem energii, systemem czteroprzewodowym i złożonym układem elektronicznym.Miernik poziomu cieczy z technologią fal impulsowych radaru charakteryzuje się niskim zużyciem energii, może być zasilany przez dwuprzewodowy system 24 VDC, łatwy do osiągnięcia iskrobezpieczeństwa, wysoką dokładność i szerszy zakres zastosowań.

• Miernik poziomu radaru z falą kierowaną

Zasada działania radarowego falowodowego przetwornika poziomu jest taka sama jak radarowego wskaźnika poziomu, ale wysyła on impulsy mikrofalowe przez kabel czujnika lub pręt.Sygnał trafia na powierzchnię cieczy, następnie wraca do czujnika, a następnie dociera do obudowy przetwornika.Elektronika zintegrowana z obudową przetwornika określa poziom cieczy na podstawie czasu potrzebnego na przejście sygnału wzdłuż czujnika i powrót.Tego typu przetworniki poziomu są używane w aplikacjach przemysłowych we wszystkich obszarach technologii procesowej.