وقتی برای رانندگی سوار ماشین خود می شوید، اغلب به گیج بنزین خود نگاه می کنید که نوعی سنسور سطح است. صنایع از چندین نوع سنسور کنترل سطح مختلف برای شناسایی محصولات خود استفاده می کنند. سنسورهای سطح از تجهیزات ابزار دقیق هستند که کنترل سطح سیال در یک مجرا یا مخزن را فراهم می کنند. نمونههایی از محل نصب این حسگرها شامل راکتورها، ستونهای تقطیر، تبخیرکنندهها، مخازن و غیره است. سنسورهای سطح سنج سه داده مهم را برای کنترل در اختیار اپراتورها قرار میدهند که شامل مقدار مواد موجود برای پردازش، مقدار محصولات موجود در ذخیره سازی و شرایط عملیاتی است نصب صحیح سنسور سطح با جلوگیری از سرریز شدن یا خشک شدن مواد در مخازن، ایمنی اپراتور و محیط اطراف را تضمین می کند. در این مقاله قصد داریم در مورد انواع سنسور سطح سنج مورد استفاده در صنعت با فرمتی بسیار آسان صحبت کنیم.
سنسور کنترل سطح چیست؟
سنسور سطح دستگاهی است که برای نظارت، نگهداری و اندازه گیری سطوح مایع (و گاهی اوقات جامد) طراحی شده است. هنگامی که سطح مایع تشخیص داده شد، سنسور داده های درک شده را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. سنسورهای سطح عمدتاً در صنایع تولیدی و خودروسازی استفاده میشوند، اما میتوان آنها را در بسیاری از لوازم خانگی مانند یخساز در یخچالها نیز یافت.
سنسورهای سطح برای اندازه گیری موقعیت سطح در نوعی ظرف مایعات و مواد جامد به شکل پودر استفاده می شوند. این فصل به بررسی مناسب بودن انواع مختلف حسگرهای موجود برای اندازه گیری چنین مایعات و جامداتی می پردازد. بحث با دستگاههای ارزانقیمتی مانند میلهها و سیستمهای شناور شروع میشود که اندازهگیری تقریبی سطح را ارائه میدهند، که در بسیاری از کاربردها به اندازه کافی دقیق است. سپس بحث با تکنیکهای دقیقتری مانند سیستمهای هیدرواستاتیک، حسگرهای سطح خازنی، سنجش گرهای سطح اولتراسونیک، سنسورهای رادار، حسگرهای نوکلئونیکی و برخی دستگاههای کمتر رایج دیگر مانند سنسورهای سطح ارتعاشی و حسگرهای مبتنی بر لیزر ادامه مییابد. به دنبال آن بحث هایی در مورد حسگرهای سطح هوشمند صورت می گیرد.
طبقه بندی سنسور سطح | Types of level meters
دو طبقه بندی اصلی برای سنسورهای سطح وجود دارد: سنسورهای سطح نقطه و سنسورهای سطح پیوسته. سنسورهای سطح نقطه ای برای نشان دادن اینکه آیا مایع به نقطه خاصی در ظرف رسیده است یا خیر طراحی شده اند. از سوی دیگر، سنسورهای سطح پیوسته برای اندازهگیری دقیق سطح مایع استفاده میشوند. سنسورهای سطح را می توان بیشتر به سنسورهای تهاجمی و غیر تماسی تقسیم کرد. حسگرهای تهاجمی با ماده ای که اندازه گیری می کنند تماس مستقیم برقرار می کنند، در حالی که حسگرهای غیر تماسی از صدا یا امواج مایکروویو استفاده می کنند.
اندازه گیری سطح نقطه ای (Point Level Measurement Sensor)
اندازه گیری سطح نقطه ای زمانی را نشان می دهد که یک محصول در یک نقطه خاص وجود دارد.
سنسورها برای نشان دادن سطح نقطه عبارتند از:
- ظرفیت (Capacitance)
- نوری (Optical)
- رسانایی (Conductivity)
- ویبره (چنگال تنظیم) (Vibrating)
- سوئیچ شناور (Float Switch)
اندازه گیری سطح پیوسته (Continuous Level Measurement Sensors)
اندازه گیری سطح مداوم نشان دهنده سطح پیوسته یک محصول در هنگام بالا و پایین رفتن است.
سنسورهای اندازه گیری سطح پیوسته عبارتند از:
- اولتراسونیک (Ultrasonic)
- رادار (میکروویو) (Radar)
انواع سنسور سطح نقطه
بیایید ابتدا در مورد سنسورهای نشانگر سطح نقطه صحبت کنیم.
سنسور سطح خازنی
سنسور سطح خازنی یک حسگر مجاورتی است که میدان الکتریکی ایجاد میکند و سطح را با تأثیر بر میدان الکتریکی آن تشخیص میدهد. ویژگی این سنسورها عبارت است از:
- کوچک
- ارزانتر از سایر سنسورها
- تهاجمی به محصول
- دقیق
- فاقد قطعات متحرک
- با این حال، آنها باید کالیبره شوند و فقط مایعات خاصی را تشخیص می دهند.
سنسورهای خازنی را می توان در مخازن ذخیره مایع استفاده کرد. یک تاسیسات تصفیه آب که دارای مخازن ذخیره سازی باشد، استفاده ایده آلی برای سنسور خازن خواهد بود.
سنسور سطح نوری
سنسور سطح نقطه بعدی که در مورد آن صحبت خواهیم کرد یک سنسور سطح نوری است.
حسگرهای نوری با تبدیل پرتوهای نور به سیگنال های الکتریکی کار می کنند که مقدار فیزیکی نور را اندازه گیری می کند و سپس آن را به واحد اندازه گیری تبدیل می کند. ویژگی این سنسورها عبارت است از:
- این سنسورها فاقد قطعات متحرک هستند
- تحت تاثیر فشار یا دمای بالا قرار نمی گیرند
- اندازه آنها کوچک است
- می توان از آنها در کاربردهای مایع استفاده کرد
- با این حال، اگر لنز پوشش داده شود یا کثیف شود، نیاز به تمیز کردن دارند.
آنها می توانند به عنوان نشانگرهای سطح پایین برای جلوگیری از خشکی در هنگام استفاده از روغن، خنک کننده یا هیدرولیک استفاده شوند.
سنسور سطح رسانایی (مقاومت)
سبک دیگر سنسور سطح نقطه، رسانایی یا مقاومت است. یک سنسور رسانایی یا مقاومت از یک پروب برای خواندن رسانایی استفاده می کند. پروب دارای یک جفت الکترود است و جریان متناوب را به آنها اعمال می کند. هنگامی که مایعی پروب را می پوشاند، الکترودهای آن، بخشی از مدار الکتریکی را تشکیل می دهند و باعث می شوند جریانی به جریان بیفتد که سطح بالا یا پایین را نشان می دهد.
جدول مزایا و معایب سنسور سطح رسانایی
مزایا | معایب |
---|---|
هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد | آنها تهاجمی هستند (به این معنی که باید محصولی را که حس می شود لمس کنند) |
کم هزینه هستند | آنها فقط مایعات رسانا را حس می کنند |
استفاده نسبتاً آسان | پروب به مرور زمان فرسایش می یابد |
استفاده مناسب برای این سنسورها برای سیگنال دهی سطوح بالا یا پایین است. |
سنسور سطح ویبره (چنگال تنظیم)
ویبره یا چنگال تنظیم یکی دیگر از سنسورهای سطح نقطه است. آنها از یک عنصر حسگر چنگال شکل با دو تیغه استفاده می کنند. چنگال در فرکانس رزونانت طبیعی خود می لرزد. با تغییر سطح، فرکانس چنگال با تشخیص سطح، تغییر می کند. این سنسورها عبارتند از:
- مقرون به صرفه و جمع و جور
- تهاجمی به محصول، به این معنی که آنها باید مواد را لمس کنند تا سطح را حس کنند
- نصب آسان
- اساساً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری
اگر به دنبال تعمیر پی ال سی هستید می توانید با کارشناسان ما با شماره ۰۲۱۹۱۰۹۹۲۲۰ تمای بگیرید
آنها بر اساس موادی که می توانند حس کنند، کاربردهای نامحدودی دارند. صنایع معدنی، مواد غذایی و آشامیدنی و فرآوری شیمیایی از این حسگرها برای کاربردهای خود استفاده می کنند.
سوئیچ شناور
آخرین سنسور سطح نقطه ای که در مورد آن صحبت خواهیم کرد یک سوئیچ شناور است. سوئیچهای شناور از یک شناور استفاده میکنند، وسیلهای که هنگام اعمال یا برداشتن محصول بالا یا پایین میآید، که با افزایش یا کاهش سطح حرکت شناور مدار را باز یا بسته میکند.
جدول مزایا و معایب سوئیچ شناور
مزایا | معایب |
---|---|
این نوع سنسور بدون برق است | آنها یک محصول تهاجمی هستند |
آنها یک نشانه مستقیم ارائه می دهند | دارای قطعات متحرک هستند |
ارزان هستند | اندازه آنها می تواند بزرگ باشد |
سوئیچ های شناور فقط نشان دهنده سطح بالا یا پایین هستند، آنها نمی توانند سطح متغیر را اندازه گیری کنند. یک کاربرد عالی برای سوئیچ های شناور در مخازن ذخیره مایع برای نشان دادن سطح بالا یا پایین است.
انواع سنسور اندازه گیری سطح پیوسته
حالا بیایید در مورد سنسورهای اندازه گیری سطح پیوسته صحبت کنیم. ما با سنسورهای اولتراسونیک شروع خواهیم کرد.
سنسور سطح اولتراسونیک
سنسورهای سطح اولتراسونیک با انتشار و دریافت امواج اولتراسونیک کار می کنند. مدت زمانی که طول می کشد تا امواج به عقب منعکس شوند، نحوه اندازه گیری فاصله است.
جدول مزایا و معایب سنسور سطح اولتراسونیک
مزایا | معایب |
---|---|
این سنسورها فاقد قطعات متحرک هستند | آنها می توانند گران باشند |
کوچک | در برخی شرایط، محیط می تواند تأثیر منفی بر آنها بگذارد |
قابل اعتماد | |
غیر تهاجمی (غیر تماسی) | |
تحت تاثیر خواص موادی که حس می کنند، قرار نمی گیرند. | |
خاصیت خود تمیز شوندگی به دلیل ارتعاشاتی که ایجاد می کنند. |
یک نمونه کاربرد، مخزن آسفالت داغ در یک کارخانه تولید توفال یا زونا است. سنسور اولتراسونیک در بالای مخزن دور از آسفالت داغ قرار می گیرد و برای سنجش سطح به منظور ارسال درخواست پر شدن برای مخزن استفاده می شود.
سنسور سطح رادار
رادار یا میکروویو نیز یک حسگر سطح پیوسته است.
این سنسورها امواج میکروویو (microwave) را توسط یک آنتن روی سنسور رادار ارسال می کنند. محصولی که حس می شود این امواج مایکروویو را به آنتن، منعکس می کند و اختلاف زمان از انتشار موج تا دریافت سیگنال متناسب با سطح محصول است.
جدول مزایا و معایب سنسورهای سطح رادار
مزایا | معایب |
---|---|
تحت تأثیر دما، فشار یا گرد و غبار قرار نمی گیرند | گران هستند |
همچنین می توانند مایعات، خمیرها، پودرها و جامدات را اندازه گیری کنند | محدوده تشخیص محدودی دارند |
بسیار دقیق هستند و نیازی به کالیبراسیون ندارند | |
آنها غیر تهاجمی هستند زیرا مجبور نیستند محصولی را که حس می کند، لمس کنند |
اگر به نمونه کارخانه تولید شینگل (توفال) خود برگردیم، سنسور سطح رادار می تواند راه حل ایده آلی باشد. همانند سنسور اولتراسونیک، حسگرهای رادار برای مخازن ذخیره مایع داغ ایده آل هستند.
بهترین برندهای سنسور سطح سنج کدامند؟
از بهترین برندهای سنسور کنترل سطح در بازار جهانی می توان به شرکت های تولیدی رزمونت، وگا، اندرس هاورز و UWT اشاره کرد. تمامی محصولات این برندها کیفیت و طول عمر بالایی دارند. یکی از ویژگی های جالب برند وگا در مقایسه با سایر برندهای موجود عدم ارائه محصولات دست دوم است. زیرا تمامی محصولات این برند تاریخ ساخت دارند و تست این قطعات و تاریخ دقیق ساخت آنها قابل ردیابی می باشند.
جمع بندی
ما در مورد هفت نوع مختلف سوئیچ سطح و کاربردهای آنها صحبت کردیم. برخی از برنامههای حسگر سطح ممکن است همپوشانی داشته باشند و هنگام تصمیمگیری در مورد سنسور، شناسایی محصولی که حس میکنید و نوع بازخوردی که برنامه شما نیاز دارد، مهم است.
حسگرهایی مانند رسانایی یا مقاومت، ظرفیت خازنی، چنگال تنظیم، سوئیچ های شناور و سنسورهای سطح نوری را می توان برای نشان دادن سطح بالا یا پایین استفاده کرد. در حالی که سنسورهای سطح اولتراسونیک و رادار می توانند سطح شما را اندازه گیری کنند تا بازخورد خاصی به میزان محصول در یک مخزن ارائه دهند.
انواع مختلفی از سنسورهای سطح نقطه وجود دارد، اما همه آنها تهاجمی هستند. یکی از اساسی ترین حسگرهای سطح نقطه، “سوئیچ شناور” است. هنگامی که سطح مایع در یک ظرف بالا یا پایین میآید، سوئیچ را مجبور میکند تا یک مدار را باز یا ببندد. سنسورهای سطح نوری از یک فرستنده مادون قرمز (IR) و یک فوتودیود تشکیل شده اند. به عنوان حسگرهای مجاورتی فوتوالکتریک، آنها حضور مایع را با اندازهگیری مقدار نور مادون قرمزی که به دیود نوری بازتاب میشود، تشخیص میدهند. سنسورهای سطح خازنی تغییر در ظرفیت (توانایی ذخیره بار الکتریکی) را برای تعیین سطح مایع در مخازن اندازه گیری می کنند.
سوالات متداول درباره سنسور سطح سنج
نحوه عملکرد سنسور سطح چگونه است و در چه مواردی استفاده می شود؟
سنسور سطح سطح مایعات و جامدات را شناسایی کرده و آنها را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. از سنسور سطح سنج در بسیاری از صنایع تولید خودرو و ساخت لوازم خانگی استفاده می شود.
انواع سنسورهای سطح به چند گروه تقسیم می شوند و چه ویژگی هایی دارند؟
سنسورهای تشخیص سطح به دو دسته نقطهای (تشخیص سطح در یک نقطه خاص) و پیوسته (اندازهگیری مداوم سطح) تقسیم میشوند.
تفاوت سنسورهای سطح نقطهای با سنسورهای سطح پیوسته چیست؟
سنسورهای نقطهای تنها میزان رسیدن مایع به یک سطح مشخص را نمایش می دهند درحالیکه سنسورهای پیوسته قابلیت اندازه گیری سطح دقیق را در تمام زمانها دارند.
سنسور سطح خازنی چه ویژگی و کاربردی دارد؟
قیمت سنسورهای خازنی کوچک، ارزان است و دقت بالایی دارند و برای مخازن ذخیره مایعات، مانند تصفیهخانههای آب مناسباند.
نقاط مثبت و ضعف سنسورهای اولتراسونیک برای اندازهگیری سطح مایع چیست؟
این سنسورها فاقد قطعات متحرک هستند.اندازه کوچک دارند و قابل اعتمادند؛ اما ممکن است تحت شرایط محیطی خاص بهخوبی عمل نکنند و هزینه بالایی داشته باشند.