توضیحات محصول

سطح سنج (Level meter) چیست؟

یکی از متغیرهایی که در صنایع فرآیندی اندازه گیری و کنترل آن مورد توجه می باشد، سطح سیال است. اطلاع از ارتفاع سیال به منظور کنترل واکنش های شیمیایی و صنعتی، جلوگیری از سریز شدن سیالات فرآیندی و خطرناک، حفاظت محیط زیست و تامین ایمنی واحد فرآیندی، ضروری می باشد.

به همین منظور از سطح سنج ها و یا لول سنج ها جهت اندازه گیری سطح سیالات استفاده می شود. سطح سنج ها کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف غذایی، دارویی، آب و فاضلاب ، نفت و گاز برای اندازه گیری ارتفاع سطح مخازن آب، بنزین، سیلوها و … کاربرد دارد. سطح سنج ها با توجه به نوع کاربرد در انواع مختلفی وجود دارد که در ادامه به آن می پردازیم.

انواع سطح سنج نقطه ای سطح

۱-سطح سنج شناوری Float Level Switch
با توجه به قانون ارشمیدس برهر جسم شناور در سطح سیال یک نیروی رو به بالا وارد می شود، با بکارگیری این نیرو در سنسورهای شناوری می توان ارتفاع سیال را اندازه گیری کرد. این نیرو منجر به جابجایی شناور در سطح سیال می شود، با تعیین محل شناور می توان سطح سیال را اندازه گیری کرد.
شناور به یک اهرم متصل است و با حرکت آن در سطح سیال جابجا می شود. اهرم یک سوییچ مکانیکی را تحریک می کند، این سوییچ را می توان به عنوان یک کنتاکت بدون ولتاژ در مدار فرمان پمپی که مخزنی را پر یا خالی می کند به کاربرد. در صورتی که سطح سیال درون مخزن به ارتفاع مورد نظر برسد، سوییچ تحریک شده و فرمان توقف پمپ صادر می شود، تا از سرریزشدن مخزن جلوگیری شود. همچنین می توان با قرار دادن یک خط کش درجه بندی شده در کنار اهرمی که به شناور متصل شده است، ارتفاع درون مخزن را به طور پیوسته نیز نمایش داد.

۲-سطح سنج خازنی و رسانایی Conductivity/Capacitive Level Switches
یکی دیگر از روشهای اندازه گیری نقطه ای سطح استفاده از اثر خازنی و یا هدایت الکتریکی است. این سطح سنج ها به سنسورهای RF(Radio Frequency) معروف می باشند. سنسورهای RF از طریق ورود یک میله فلزی به داخل مخزن با سیال در تماس می باشد. با اعمال ولتاژ به میله، تغییرات هدایت الکتریکی و یا خاصیت خازنی اندازه گیری می شود. تفاوت اصلی بین سنسورهای هدایت الکتریکی و خازنی درنوع و فرکانس ولتاژ اعمال شده به میله می باشد.
سطح سنج های خازنی قادرند به صورت گسسته و پیوسته به مانیتور کردن سطح مخزن بپردازند. این موضوع بخصوص برای مواد پودری که یکی از گزینه ها برای انتخاب، سوئیچ سطح خازنی میباشد اهمیت دارد. عملکرد سطح سنج طبق خاصیت خازنی ایجاد شده بین سطح مخزن و الکترود سنسور میباشد. خاصیت دی الکتریک خازن وقتی بیشتر میشود که مقدار مواد بین سطح مخزن و الکترود بیشتر شود درنتیجه خروجی که با ارتفاع مخزن متناسب است را میتوان محاسبه کرد.
در نمونه های گسسته سوئیچ سطح یا خروجی سوئیچ ، یک سنسور مجاورتی خازنی میباشد . یکی از مزیت های این روش پایداری عملکرد در مدت زمان طولانی و اندازه گیری نبود جزء متحرک میباشد. همانطور که گفته شد سطح سنج های خازنی در مواد پودری پرک یا گرانول و نیز برای تعیین نقاط مرزی دو مایعی که در مخزن چگالی متفاوتی دارند کاربرد دارند.

۳-سطح سنج ارتعاشی Vibrating Level Switch
سنسورهای ارتعاشی شامل یکتیغه می باشند که با فرکانس طبیعی نوسان می کند، چنانچه تیغه با سیال داخل مخزن برخورد نماید فرکانس نوسان آن تغییر خواهد کرد، میتوان با اندازه گیری این تغییر فرکانس، سطح سیال را در ارتفاع مورد نظر اندازه گیری کرد. سنسورهای ارتعاشی در دو نوع میله ای و دیاپازونی ساخته می شوند. سنسورهی دیاپازونی از دو شاخه که چنگاله گفته می شود ساخته شده اند. شاخه ها با فرکانس طبیعی نوسان می کنند، هنگامیکه سیال درون مخزن به سنسور می رسد و با شاخه های در حال نوسان برخورد می کند موجب تغییر فرکانس نوسان آنها می شود، با اندازه گیری این تغییر فرکانس، سطح سیال درون مخزن اندازه گیری می شود. سنسورهای دیاپازونی برای مایعات مناسب می باشند اما چنانچه مایع مورد نظر حاوی ذرات جامد باشد، احتمال گیر کردن این ذرات بین تیغه های سنسور وجود دارد لذا برای جامدات، بهتر است که از سنسورهای میله ای استفاده شود.

۴-سطح سنج با پره متحرک Paddle Wheel Switches
این سنسورها از پره هایی تشکیل شده اند که به کمک یک موتور الکتریکی و با دورکم به چرخش در می آیند. وقتی که سطح سیال بالا می آید و با این پره ها برخورد می کند، مانع چرخش پره ها می شود، در این زمان سوییچ عمل کرده و سطح سیال را نشان می دهد. این سنسورها بیشتر در اندازه گیری سطح جامداتی همچون سیلوهای گندم و سیمان بکار می روند و بسیار ساده، ارزان و قابل اطمینان هستند. تغییرات دما و چگالی برنحوه عملکرد این سنسورها تاثیر گذار نیست. چننچه این سنسورها برای اندازه گیری سطح مایعات به کار گرفته شوند باید به این مساله توجه داشت که چسبندگی سیال، از میزان طراحی شده برای سنسور بیشتر نباشد.
این سنسورها نسبت به شوک و ارتعاش در سیستم حساس هستند و نباید در محلی که لرزش های زیادی وجود دارد نصب شوند. قبل از تعیین محل نصب سنسور باید محل ورودی و خروجی مواد جامد به مخزن و نحوه قرارگرفتن مواد و شیب آنها درون مخزن بررسی شود، سقوط اجسام از بالا نیز منجر به شکستن پره هاب سنسور خواهد شد، لذا سنسور نباید در مسیر ورودی مخزن نصب شود. هنگامیکه سنسور در کنار مخزن نصب می شود باید شیبی به سمت پایین داشته باشد تا مواد اطراف پره ها نیز همزمان با پایین رفتن سطح مواد درون مخزن، به سمت پایین هدایت شود.

۵-سطح سنج های نوری Beam Breaker Switches
سطح سنج های نوری از یک فرستنده و گیرنده نوری ساخته شده اند و براساس بازتابش نور از سطح اجسام و یا عبور نور از درون سیال عمل می کنند. سوییچ های نوری انواع مختلفی دارند، نوع اول سنسورهایی هستند که گیرنده و فرستنده آنها در مقابل یکدیگر نصب می شوند، نوری که از فرستنده ساطع می شود تا زمانیکه به مانعی برخورد ننماید(مانند سطح مایع درون مخزن) درمسیر مستقیم حرکت کرده و به گیرنده میرسد. زمانی که سطح سیال بالا می آید و مابین گیرنده و فرستنده قرار می گیرد، پرتوهای نور در اثر وقوع پدیده شکست منحرف شده و به گیرنده نمی رسند، دراین زمان خروجی سطح سنج فعال شده و وجود سیال در ارتفاع مشخص را گزارش می نماید. در نوع دیگری از این سنسورها گیرنده و فرستنده در بالای مخزن و در کنار یکدیگر نصب می شوند. نوری که از فرستنده ساطع می شود، سنسور با اندازه گیری زمان رفت و برگشت نور، سطح سیال درون مخزن را اندازه گیری می کند.چنانچه ارتفاع سیال درون مخزن افزایش یابد زمان رفت و برگشت نور کاهش خواهد یافت.

۶-سطح سنج راداری Radar Level Meter

اندازه گیری سطح به روش غیر تماسی با لول ترانسمیتر یا سطح سنج راداری به دلیل استقلال از پارامترهای دما، فشار، چگالی، هدایت، بخار یا گرد و غبار از روشهای دقیق و موثر برای اندازه گیری سطح مخازن مواد پودری و مایع متلاطم ، سطوح دارای فوم یا کف و مواد دارای غبار و جامداتی نظیر مخازن آهک یا سیمان با دقت در حد میلیمتر میباشد . سطح متر و در شرایط ۷۰ سنجهای راداری در مدلها و مکانیزمهای مختلف ارائه میگردند . از لول ترانسمیتر های راداری تا ارتفاع با دما و فشار بالا برای انواع مایعات و جامداتی نظیر اسیدها و بازها، حلال های آلی، الکل، نفت و فراورده های نفتی، گازهای مایع و گرانول های پلیمری، آهک،سیمان، دانه ها،غلات،شکر،مواد معدنی،پودرهای فلزی،کربن،ذغال سنگ و میتوان استفاده کرد . در شکل زیر میتوان انواع سطح سنج راداری که معمولا با آنتن های بوقی شکل و مدل میله ای هستند میبینید . این لول مترهای تغییرات سطح را به صورت سیگنال پیوسته الکتریکی ارسال میکنند که برای مانیتورینگ مخزن ارسال میشود.

۷-سطح سنج دیافراگمی Diaphragm Level Meter

لول سوئیچ های دیافراگمی را می توان هم برای مواد پودری و هم برای مایعات مورد استفاده قرار داد ولی برای مواد پودری و جامدات کاربرد بیشتری دارد. این لول سوئیچ های یا کنترلرهای سطح به صورت مکانیکی بدون نیاز به تغذیه از طریق فشاری که بر ممبران یا غشاء نازک دیافراگم مانند آنها وارد می شود و انتقال این فشار به یک میکرو سوئیچ خروجی مناسب جهت مانیتورینگ وضع راحتی کاربرد و شرایط خاص عملکردی نظیر دماهای بالا و یا محیط های انفجاری و همچنین نیاز نداشتن این سنسور به تغذیه از مزایای این کنترلر های سطح می باشد.

۸-سطح سنج اولتراسونیک Ultrasonic Level Meter

سطح سنجهای اولتراسونیک به روش غیر تماسی به شما امکان سطح سنجی در محیطهای انفجاری و شرایطی که محیط خورنده باشد میدهد . این سطح سنجها با ارسال پالسهای صوتی و دریافت انعکاس همان پالس و مقایسه سرعت رفت و برگشت آن با توجه به مشخص بودن سرعت صوت در محیط به راحتی و با دقت قابل توجه در حدود چندین میلیمتر متر یا بیشتر اندازه گیری کنند . از دیگر مزایای استفاده از این نمونه ۱۵ میتوانند ارتفاع سطح مخازن را حتی تا طولهای میلی آمپر به اتاق کنترل و جهت مانیتورینگ یا رکورد گیری میباشد . در ۲۰ تا ۴ سطح سنجها ، امکان ارسال سیگنال نمونه های کامل این تجهیز خروجی سنسور به یک پانل کنترل نصب شده و از طریق این پانل که در قست پائین مخزن نصب میگردد علاوه بر ارسال خروجی جریان میتوانید خروجی های رله جهت آلارم یا کنترل و همچنین خروجی RS485 جهت ارسال اطلاعات از طریق کامپیوتر بگیرید .

در انتخاب سطح سنج یا لول متر اولتراسونیک به موارد زیر توجه فرمائید:

۱- رنج دمایی

۲- فشار مخزن

۳- تعداد و نوع خروجی مد نظر

۴- شرایط محیطی

۵- ارتفاع قابل اندازه گیری

۶- دقت تجهیز