Vloeistofvlaksensors in die tenk laat jou toe om beide die huidige meting van die hoeveelheid gevulde vloeistof te doen, en die bereiking van die limietwaardes daarvan te rapporteer. Sulke toestelle bestaan uit 'n sensitiewe sensor wat op sekere fisiese parameters reageer, en meet-, beheer- en indikasiekringe. Afhangende van die toepassing, word toestelle gebruik wat verskil in die beginsel van hul werking.
Die inligting wat in die artikel aangebied word, sal jou help om te leer oor die beginsels van werking van verskillende tipes sensors en hul toepassingsgebiede. 'n Kort oorsig van hul voor- en nadele sal uitgevoer word, die belangrikste vervaardigers wat hulself in die mark bewys het, sal aangedui word.
Klassifikasie van toestelle
Vloeistofvlaksensors in die tenk kan vlakmeters of seintoestelle wees. Die eerste van hulle is ontwerp vir deurlopende meting van die vloeistofvlak op die huidige oomblik.tyd. Hulle gebruik sensors wat op verskillende fisiese beginsels werk. Verdere verwerking van die seine wat daaruit kom, word uitgevoer deur analoog of digitale elektroniese stroombane wat deel is van die vlakmeters. Die verkrygde aanwysers word op die vertoonelemente vertoon.
Seintoestelle waarsku oor die bereiking van 'n sekere waarde van die vloeistofvlak in die tenk, vooraf gestel deur die instellingselemente. Hulle ander naam is watervlaksensors in die tenk om sy verdere toevoer af te skakel. Hul uitsetsein is diskreet. Die waarskuwing kan in die vorm van 'n lig- of klankalarm uitgereik word. In hierdie geval word die werking van die vul- of dreineerstelsels outomaties geblokkeer.
Metodes van vlakmeting
Afhangende van die eienskappe van die vloeistof wat in die tenk gemeet moet word, word die volgende meetmetodes gebruik:
- kontak, waarin die vloeistofvlaksensor in die tenk of deel daarvan direk in wisselwerking met die gemete medium is;
- nie-kontak, vermy direkte interaksie van die sensor met die vloeistof (as gevolg van sy aggressiewe eienskappe of hoë viskositeit).
Kontak toestelle is geleë in die tenk direk op die oppervlak van die gemete vloeistof (drywers), in sy diepte (hidrostatiese drukmeters), of op die tenk muur op 'n sekere hoogte (plaat kapasitors). Vir nie-kontakmeters (radar, ultrasonies) is dit nodig om 'n sone van direkte sigbaarheid van die oppervlak van die gemete vloeistof en die afwesigheid van direkte kontak methaar.
Bedryfsbeginsels
Beide vlakmeters en seintoestelle gebruik verskillende bedryfsbeginsels om hul funksies uit te voer. Die volgende tipes toestelle word die meeste gebruik:
- vlottersensors vir vloeistofvlak in die tenk;
- kapasitief;
- hidrostatiese vloeistofvlaksensors;
- radartipe toestelle;
- ultrasoniese sensors.
Float kan op sy beurt meganies, diskreet en magnetostriktief wees. Die eerste drie groepe sensors sluit toestelle in wat die kontakmetode van meting gebruik, die ander twee is nie-kontaktoestelle.
Meganiese vlotterskakelaars
'n Ligte drywer, voortdurend op die oppervlak van die vloeistof in die tenk, word deur 'n stelsel van meganiese hefbome aan die middelste terminaal van die potensiometer, wat die arm van die weerstandsbrug is, verbind. Met 'n minimum hoeveelheid vloeistof in die tenk, word die brug as gebalanseerd beskou. Daar is geen spanning in sy meetdiagonaal nie.
Soos die tenk vol word, monitor die vlotter die posisie van die vloeistofvlak deur die bewegende kontak van die potensiometer deur die hefboomstelsel te beweeg. Die verandering van die weerstand van die potensiometer lei tot 'n skending van die gebalanseerde toestand van die brug. Die spanning wat in sy meetdiagonaal verskyn, word deur die elektroniese stroombaan van die vertoonstelsel gebruik. Sy analoog of digitale lesings stem ooreen met die hoeveelheid vloeistof in die tenk op die huidige tydstip.
Diskrete vlotterskakelaars
Diskrete sein in die vorm van 'n stroombaanof die opening van die kontakte van die rietskakelaar word deur die elektroniese aanduiding en seinkring gebruik om in kennis te stel dat die vloeistofvlak in die tenk 'n sekere waarde bereik het. Die metaalkontakte, wat gemaak is van 'n materiaal met 'n lae kontakweerstand wanneer hulle toe is, word in 'n hol geïsoleerde glasbol geplaas.
Die watervlaksensor in die tenk met 'n diskrete uitset bevat 'n gids in die vorm van 'n hol buis waarin vloeistof uit die tenk nie ingaan nie. Die kontakte van een of meer rietrelais is in die gids vasgemaak. Hul ligging hang af van die geval waarin dit nodig is om 'n alarm te ontvang wanneer die vloeistofvlak die vasgestelde waarde bereik.
Die vlotter van die sensor met 'n klein permanente magneet wat daarin ingebou is, beweeg langs die gids wanneer die vloeistofvlak in die tenk verander. Die werking van die kontakgroep vind plaas op die oomblik dat dit die magnetiese veld van die permanente magneet van die vlotter binnegaan. Die sein deur die drade wat aan die kontakte van die watervlaksensor in die rietskakelaartenk gekoppel is, gaan na die alarmkring.
Magnetostriktiewe vlottersensors
Sensors van hierdie tipe verskaf 'n konstante sein, afhangende van die vlak van vloeistof in die tenk. Die hoofelement, soos in die vorige geval, is 'n vlotter met 'n permanente magneet binne, wat sy posisie op die oppervlak van die vloeistof inneem en in 'n vertikale vlak langs die gids beweeg.
Die binneholte van die gids, geïsoleer van die vloeistof, word deur 'n golfleier beset. Dit is gemaak van magnetostriktiefmateriaal. Aan die onderkant van die element is 'n bron van stroompulse wat daarlangs voortplant.
Wanneer die uitgestraalde puls die ligging van die vlotter met die magneet bereik, werk twee magnetiese velde in wisselwerking. Die resultaat van hierdie interaksie is die voorkoms van meganiese vibrasies wat terug langs die golfleier voortplant.
'n Piëzo-elektriese element is langs die pulsgenerator vasgemaak, wat meganiese vibrasies opvang.’n Eksterne elektroniese stroombaan ontleed die tydsvertraging tussen die uitgestraalde en ontvangde pulse en bereken die afstand na die vlotter, wat voortdurend op die oppervlak van die vloeistof is. Die indikasiekring rapporteer voortdurend die vloeistofvlak in die tenk.
Kapasitiewe sensors
Die werking van sensors van hierdie tipe is gebaseer op die eienskappe van 'n kapasitor om sy elektriese kapasitansie te verander wanneer die diëlektriese konstante van die materiaal wat die spasie tussen sy plate vul, verander. Koaksiale kapasitors word gebruik, wat 'n paar koaksiale hol metaalsilinders van verskillende diameters is.
Laasgenoemde is kapasitorplate, waartussen vloeistof vrylik kan indring. Die diëlektriese konstantes van lug en vloeibare medium het verskillende waardes. Die vul van die tenk lei tot 'n verandering in die waarde van die totale diëlektriese konstante van die koaksiale kapasitor en, dienooreenkomstig, sy elektriese kapasitansie.
Frekwensie van die ossillatoriese stroombaan, indie stroombaan waaraan die kapasitor gekoppel is verander in verhouding tot die verandering in sy kapasitansie. Die elektroniese frekwensie/spanning-omskakelaar monitor hierdie verandering en vertoon 'n waarde wat eweredig is aan die graad van vul van die tenk.
hidrostatiese sensors
'n Ander naam vir so 'n toestel is 'n detektor, of 'n drukomskakelaar. Hulle kan stilstaan, aan die onderkant van die tenk gevul met vloeistof, of draagbaar wees. In laasgenoemde geval is drukopnemers toegerus met 'n kabel van aansienlike lengte. Dit laat hulle toe om vir tenks van verskillende geometriese groottes gebruik te word.
Die sensitiewe element van 'n hidrostatiese sensor is 'n membraan wat die druk van 'n vloeistofkolom daarbo waarneem. Die aanpassing daarvan word op so 'n manier gemaak dat atmosferiese druk nie tot vervorming van die membraan lei nie. Die druk by die meetpunt kan gebruik word om die hoogte van die vloeistofkolom of die graad van vul van die tenk te bepaal.
Die hoeveelheid membraanvervorming word omgeskakel in 'n elektriese proporsionele waarde, wat dan gebruik word om die vloeistofvlak in die tenk te vertoon. Korreksies word toegepas wat die digtheid van die gemete medium en die versnelling van swaartekrag by die punt van meting in ag neem.
Radartipe sensors
Die tenkvloeistofvlaksensor gebruik 'n nie-kontakmeetmetode gebaseer op die eienskappe van hierdie medium van enige digtheiden viskositeit om die elektriese sein te reflekteer. Die frekwensie van die uitgestraalde sein van 'n radar wat bo die oppervlak van die gemete vloeistofvlak geleë is, verander volgens 'n lineêre wet.
Weerspieël vanaf die oppervlak, kom dit by die ontvangstoestel aan met 'n vertraging wat bepaal word deur die lengte van die pad wat afgelê is. Daar is dus 'n verskil tussen die frekwensies van die twee seine. Deur die grootte van die frekwensieverskuiwing, bepaal die ontledingstoestel van die lokaliseerder die pad wat deur die sein gereis word of die vlak van die reflekterende vloeistof relatief tot die ligging van die radar.
Ultrasoniese vlaksensors
Die metingskema wat vir sensors van hierdie tipe gebruik word, stem ooreen met dié wat in die vorige afdeling van die artikel bespreek is. Die liggingsmetode van meting word in die ultrasoniese golflengtereeks toegepas.
Die ontvangde data bepaal die tydsverskil tussen die uitgestraalde sender en die seine wat deur die ontvanger ontvang word. Deur gebruik te maak van data oor die spoed van voortplanting van ultraklank in die spasie bokant die oppervlak van die vloeistof, bepaal die ontledingstoestel die afstand wat die sein afgelê het, of die vlak van die vloeistof in die tenk.
Kort oorsig van vervaardigers
Vloeistofvlaksensors in die tenk "ARIES" laat jou toe om die nodige metings op 'n hoë vlak te maak. Advertensies van hul produkte kan op baie buitelandse werwe gevind word.
Verdien aandag aan die produkte van die huishoudelike ontwikkelaar en vervaardiger L-CARD, ingesluit in die staatsregister van meetinstrumente. Alta Group, wat al meer as 10 jaar op die Russiese mark is, hetwelverdiende positiewe terugvoer.
Gevolgtrekking
Vloeistofvlaksensors in die tenk moet gekies word op grond van die gebruikstoestande, die eienskappe van vloeistowwe, die vereiste aanwysers van metingsakkuraatheid. Die mees akkurate lesings kan verkry word met behulp van radar-tipe sensors, magnetostriktiewe meters.
Daar moet onthou word dat absolute akkuraatheid hoër materiaalkoste vereis. Vloersensors en seintoestelle is die eenvoudigste toestelle, maar hul gebruik word beperk deur vibrasietoestande as gevolg van die skuim van die vloeistof, die viskositeit daarvan en die aggressiwiteit van die medium.
Die optimale oplossing, gebaseer op die prys/kwaliteitverhouding, is die gebruik van hidrostatiese en kapasitiewe sensors, onderhewig aan die beperkings wat op die eienskappe van die gemete vloeistof gestel word.
