سطح سنجي همان اندازه گيري ارتفاع سطح سيال مي باشد.نمونه هاي بسياري از سطح سنجي سيالات نظير سطح سنجي مخزن بنزين در وسايل نقليه ويا سطح سنجي ميزان آب مجاز در كولرهاي آبي در زندگي روزمره استفاده مي گردند.در روش هاي اندازه گيري سطح،عواملي نظير نوع سيال، فشار، دما ونوع خروجي مهم وتاثير گذار مي باشند.
گروه مهندسی نگار تامین ، تامين كننده انواع تجهيزات سطح سنجي از برند هاي معتبر بين المللي مي باشد.اين گروه به واسطه دفاتر خويش در برخي از نقاط آسيا واروپا قادر به تامين سفارشات مشتريان خويش مطابق با مشخصات فني استعلام شده در كوتاهترين زمان ممكن خواهد بود.
محصولات قابل ارائه عبارتند از:
1- شاخص سطح (نمايشگر سطح)
2- لول سوييچ
3- لول متر( ترانسميتر)
4- سنسور سطح
..........................................................................................................
شاخص سطح (نمايشگر سطح)
نمايشگر سطح وسیله ای است که می تواند بر روی مخازن بسته شود و میزان ارتفاع مواد داخل مخزن را در بیرون ازمخزن نمایش دهد .
..........................................................................................................
لول سوييچ Level Switch
لول سوئیچ وسیله ای جهت اندازه گیری سطح سیالات از کف مخازن تا بالای سطح سیال می باشد.
نمونه های بسیاری از این لول سوئیچ و کنترل سطح مایعات حتی در زندگی روزمره استفاده میگردد نظیر سطح مخزن بنزین وسیله نقلیه ، لول سوئیچ کولر آبی و ….
کاربرد لول سوئیچ
از لول سوئیچ ها در سنجش ارتفاع سیالات مختلف مانند بنزین ، مخازن آب ، سیلو ها ، مایعات و جامدات در صنایع متعدد مانند : صنایع غذایی ، صنایع دارویی ، آب و فاضلاب ، نفت و گاز و … استفاده می گردد.
انواع لول سوئیچ
● لول سوئیچ آلترسونیک
● لول سوئیچ شناوری
● لول سوئیچ لرزشی
● لول سوئیچ پره ای
● لول سوئیچ راداری
● لول سوئیچ خازنی
● لول سوئیچ دیافراگمی
● لول سوئيچ ادميتانس
..........................................................................................................
لول سوئیچ پره ای و شناور
لول سوئیچ پره ای يا پدالی Paddle Level switch
لول سوئیچ یا کنترلر سطح پره ای بیشتر در مخازن مواد غذائی و یا تانکهای مواد جامد پودری و دانه بندی شده نظیر گرانول ، پرک و ماسه ... کاربرد دارد . مکانیزم این کنترلرهای سطح الکترومکانیکی است. پره فلزی که توسط موتور الکتریکی که در حالت عادی میگردد زمانی که سطح مواد به پره می رسد از حرکت پره جلوگیری میکنند و فشار ناشی از ایستادن پره باعث میشود موتور از محور خود جابجا شود و و میکروسوئیچ تعبیه شده در ترمینال، هد سطح سنج را تحریک میکند و با توجه به محل نصب شده کنترل سطح خروجی متناسب به پر یا خالی بودن سطح مخزن را میدهد .به این کنترلر های سطح یا لول سوئیچ ها اصطلاحا Paddle Level Switch می گویند.
پارامترهاي مهم در انتخاب لول سوئيچ پره اي
1- نوع تغذيه مدار
2- طول شفت ونوع اتصال آن
3- گردش موتور(چند دور در دقيقه)
لول سوييچ شناورFloat Level Switch
لول سوييچ شناور وسیله ایست برای تعیین سطح مایع در تانک. در این نوع از لول سنج ها، تغییر سطح مایع، موجب حرکت شناور داخل محفظه دستگاه می شود و این حرکت از طریق اهرم ارتباطی و چرخش محورها به وسیله بازوی نگهدارنده به کلیدهای جیوه ای منتقل شده و موجب حرکت جیوه داخل کلید از یک سمت به سمت دیگر می گردد که در نهایت باعث برقراری جریان مابین الکترودهای آن می شود. بدین طریق می توان فرمان های ON-OFF را به مدارهای الکتریکی ارسال و تجهیزات مختلف از جمله الکتروپمپ ها، سلونوئیدها و غیره را کنترل نمود.
از ویژگی های این نوع لول سنج ها می توان به کنترل مستمر و منظم سطح سیال، قابلیت نصب در مکان هایی با حرارت بالا، قابلیت نصب در مکان هایی که نیاز به ضریب اطمینان بالا دارد، قابلیت نصب در مکان های پرخطر که احتیاج به مجوز و گواهی عملکرد دارد، عدم احتیاج به تعمیرات و سرویس پیاپی و دارا بودن آب بندی کامل با استفاده از مکانیزم بلوز سیل اشاره کرد.
..........................................................................................................
لول سوئیچ لرزشی ، خازني و دیا فراگمی
لول سوئیچ لرزشی(ارتعاشي) Vibration level switch:
لول سوئیچهای ارتعاشی/لرزشی که به نامهای دیاپازونی هم مشهورند برای کنترل سطح مایعات و جامدات پودری مورد استفاده قرار میگیرند . مکانیزم کنترلرهای سطح لرزشی به این صورت است که در حالت عادی شروع به ارتعاش با فرکانس تعریف شده ای میکنند و در حالتی که مواد پودری جامد و یا سیالات مایع به آن سطح میرسد به علت تغییر محیط دامنه و مقدار فرکانس ارتعاش تغییر کرده و این تغییر با طراحی الکترونیکی حس گردیده و فرمان خروجی سوئیچ مورد نظر صادر میگردد .
لول سوييچ خازني: Capacitance Level Switch
از لول سوئیچهای خازنی برای مانیتور کردن مقادیر حداکثر و حداقل در مخازن استفاده میگردد. .
لول سوئیچ دیافراگمی Diaphragm Level switch:
لول سوئیچ های دیافراگمی را میتوان هم برای مواد پودری و هم برای مایعات مورد استفاده قرار داد ولی برای مواد پودری و جامدات کاربرد بیشتری دارد . این لول سوئیچهای یا کنترلرهای سطح به صورت مکانیکی بدون نیاز به تغذیه از طریق فشاری که بر ممبران یا غشاء نازک دیافراگم مانند آنها وارد میشود و انتقال این فشار به یک میکرو سوئیچ خروجی مناسب جهت مانیتورینگ وضعیت پر و خالی بودن مخزن موادی نظير حبوبات ، مواد پودری و در برخی موارد مایعات را امکان پذیر میکنند .راحتی کاربرد و شرایط خاص عملکردی نظیر دماهای بالا و یا محیطهای انفجاری و همچنین نیاز نداشتن این سنسور به تغذیه از مزایای این کنترلر های سطح میباشد.
..........................................................................................................
لول سوئيچ آلتراسونيك و ادميتانس خازني
لول سوئيچ آلتراسونيك Ultrasonic Level Switch
سطح سنج های آلتراسونیک به روش غیر تماسی، امکان سطح سنجی در محیط های انفجاری و شرایطی که محیط خورنده باشد را میسر می سازند. این سطح سنج ها با ارسال پالس های 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 می توانند ارتفاع سطح مخازن را حتی تا 15 متر یا بیشتر اندازه گیری کنند.
از دیگر مزایای استفاده از این نمونه سطح سنج ها، امکان ارسال سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر به اتاق کنترل به جهت مانیتورینگ یا رکورد گیری می باشد. در نمونه های کامل این تجهیز، خروجی سنسور به یک پانل کنترل نصب شده و از طریق این پانل که در قست پایین مخزن نصب می گردد، علاوه بر ارسال خروجی جریان، می توان خروجی های رله جهت آلارم یا کنترل را از طریق کامپیوتر دریافت کرد.
لول سوئيچ هاي ادميتانس خازني Capacitance Admittance Level Switch
لول سوئیچ های ادميتانس خازني برای اندازه گیری و تعیین سطح وسیعی از مواد جامد، مایعات آلی و دوغاب مورد استفاده قرار می گیرند. این سنسورها را با دی الکتریک ثابت حداقل ۱/۱ (کک و خاکستر) و حداکثر ۸۸ (آب) یا بیشتر، برای اندازه گیری می توان طراحی کرد. لجن ها، دوغاب ها، کیک دی هیدرات، فاضلاب ها (با دی الکتریک ثابت تقریبا ۵۰) و مواد شیمیایی مایع مثل آهک زنده (با دی الکتریک ثابت تقریبا ۹۰) را نیز می توان با این سنسورها اندازه گیری کرد.
در سنسورهای خازنی همانند دیگر سنسورهای غیر تماسی با نزدیک شدن سنسور به اشیاء خصوصا غیر فلزات، دی الکتریک خازن تعبیه شده در سنسور تغییر پیدا کرده و مدار داخلی با مقایسه به مقدار مرجع یک خروجی باز یا بسته می دهد. از سنسور خازنی می توان به عنوان مولد پالس به منظور کنترل وضعیت برنامه ماشین آلات برای شمارنده ها و آشکارسازی تقریبا تمام مواد فلزی و غیر فلزی استفاده کرد. برای مثال در کنترل سطح مواد پودری یکی از پر کاربردترین سنسور ها، سنسور خازنی است.این لول سوئیچ ادمیتانس دارای بخش محافظ (guard section) می باشد و به همین دلیل تنها تغییر جریان ادمیتانس بین بخش فعال و دیواره مخزن (tank wall) توسط مدار مشخص می شود.
..........................................................................................................
لول ترانسميتر، سطح سنج مغناطيسي
لول ترانسميترLevel Transmitter
برای مانیتورینگ یا انتقال اطلاعات ارتفاع مواد موجود در مخازن با توجه به وضعیت مخزن و بسته به شرایط خاص مخزن ائم از تحت فشار بودن و دمای کاری آن و یا وجود بخارات موجود و یا نوع ماده که میتواند مایع یا مواد پودری و دانه ای باشد از مکانیزمهای مختلف میتوان استفاده کرد . متداول ترین روش برای انتقال اطلاعات سطح مخزن مخصوصا در مخازن تحت فشار استفاده از ترانسمیتر اختلاف فشار میباشد.
سطح سنج مغناطيسي:Magnetic Level Meter
در این روش یک آهنربا در داخل شناوری که روی سطح مایع قرار دارد، تعبیه میشود. حرکت این شناور باعث چرخش نوارهای مغناطیسی که در بیرون مخزن نصب شده‌اند، میشود. از آنجا که رنگ دو طرف این نوارها متفاوت است، به سادگی میتوان با مشاهدة رنگ نوارها به موقعیت سطح مایع در مخزن پی برد .از این روش برای اندازه گیری سطح(ارتفاع) مایعات در مخازن استفاده می شود. با توجه به اینکه جنس لوله ای که شناور در داخل آن قرار دارد از استیل ساخته می شود، تحمل فشار و دمای این نوع سطح سنج بسیار بالا است. همچنین در این روش امکان قرائت ارتفاع به صورت محلی و همچنین انتقال سیگنال به نقطه ای دیگر نیز وجود دارد.
سطح سنج هاي هيدرواستاتيك:Hydrostatic Level Meter
ارتفاع سنج هیدرواستاتیک دستگاهی مناسب جهت اندازه گیری ، نمایش و انتقال اطلاعات میزان عمق آب درون مخازن فلزی و یا عمق ستون آب درون چاههای عمیق یا نیمه عمیق و همچنین عمق مخازن آب پشت سدها می باشد.
این دستگاه در موارد زیر می تواند جایگزین ارتفاع سنج های اولتراسونیک در مخازن گردد:
- در برخی از مخازن فلزی که امواج ساطع شده از سنسورهای اولتراسونیک اکو می شوند ( تداخل امواج صوتی)
- در مخازن به قطر کم که در صورت استفاده از سنسورهای اولتراسونیک امواج ساطع شده از آن ممکن است قبل از رسیدن به سطح مایع به دیواره مخازن برخورد نمایند.
- در مخازنی که نمیتوان نگهدارنده سنسور اولتراسونیک را در دهانه مخزن تعبیه نمود .
داشتن اطلاعات دقیق از ستون آب درون چاههای عمیق و نیمه عمیق و مخازن ذخیره آب و استفاده از کنتاکت های رله این دستگاه باعث جلوگیری از خشک کار کردن الکتروپمپ ها و صدمه زدن به آنها و یا بالا آمدن بیش از سر ریز شدن مخازن می گردد.
..........................................................................................................
ترانسميتر سطح راداري ، آلتراسونیک
ترانسميتر سطح راداري Radar level transmitter
سطح سنجهاي راداري در حقيقت تجهيزاتي هستند كه با ارسال امواج رادار، فضاي خالي بالاي مخزن را اندازه گيري مي كنند. با كسر ارتفاعِ خالي مخزن، از مقدار ارتفاع واقعي آن كه به عنوان مقدار اوليه به حسگر داده شده است ارتفاع مايع محاسبه ميشود درحقيقت امواج رادار از طريق آنتن، منتشر و پس از برخورد با سطح سيال مجدداً به سمت آنتن بازتاب مي گردد. با توجه به رابطة معكوس ميان فركانس و طول موج، هر چه فركانسِ امواجِ ارسالي از آنتن بالاتر باشد،طول موج امواج،كوتاه تر خواهد بود و موجب كاهش طول آنتن خواهد شد.
ترانسمیتر سطح آلتراسونیکUltrasonic Level Transmitter
سنسورهاي سطح یا لول معرفی شده فرستنده و گیرنده های آلتراسونیک میباشند که با ارسال امواج صوتی به سطح مواد و دریافت انعکاس آنها و با پردازش اطلاعات مربوط به این الگوها در ترانسمیتر نتیجه آن اطلاعات صورت فاصله در اندازه گیری سطح مواد در مخزن به صورت خروجی هاي استاندارد نظیر سیگنالmA 4 -20 و یا دیجیتال قابل ارسال میباشند.
سطح سنج خازنی چیست؟ Capacitance level meter
سطح سنجهای خازنی به صورت پیوسته و گسسته میتوانند سطح مخزن شما را مانیتور کنند . خصوصاٌ برای مواد پودری یکی از گزینه های شما انتخاب لول سوئیچهای خازنی است.عملکرد این لول مترها همانگونه که از اسم آنها بر میآید بر اساس خاصیت خازنی که معمولا بین سطح مخزن و الکترود سنسور برقرارمیشود میباشد. هر چقدر مقدار مواد بین الکترود و سطح مخزن بیشتر باشد خاصیت دی الکتریک خازن بیشتر شده و بر اساس آن میتوان خروجی متناسب با ارتفاع مخزن را به دست آورد. در نمونه های خروجی سوئیچ یا گسسته لول سوئیچ در حقیقت یک پراگسیمتی یا سنسور مجاورتی خازنی است. از مزایای این روش اندازه گیری نبود قطعه متحرک و همچنین پایداری عملکرد در مدت زمان طولانی است. همان گونه که اشاره شد از سطح سنجهای خازنی برای مواد پودری و گرانول یا پرک همچنین برای مشخص کردن نقاط مرزی دو مایع با چگالی مختلف در مخزن استفاد میشود.
..........................................................................................................
لول سوييچ
سطح سنج شناوری یا فلوتری Floater level meter
از قدیمی ترین روشهای اندازه گیری سطح مایعات استفاده از خاصیت غوطه وری مواد در سطح مایع و نمایش این تغیرات به کمک اتصال به یک نشاندهنده میباشد . این روش مکانیکی علاوه بر سهولت در استفاده در بسیاری شرایط خاص در مخازن نظیر فشار و دمای بالا میتواند مورد استفاد قرار گیرد . در برخی نمونه های این سطح سنجهای شما به کمک گوی های شناوری که میله با قابلیت تحرک گوی در وسط آن تعبیه شده است شما به راحتی با افزایش ارتفاع متوانید در نقطه تنظیم مورد نظر خروجی سوئیج بگیرید . در نمونه های دیگر با توجه به خاصیت مغناطیسی که برای گوی در نظر میگیرند میتوانند در کنار سطح مخزن قطعات فلزی رنگی که شبیه به کرکره در کنار هم چیده شده اند را تغییر وضعیت دهند و به اپراتور وضعیت سطح را نمایش دهند . از نقاط ضعف این روش نداشتن خروجی الکترونیکی جهت ارسال وضيعت سطح به صورت لحظه به لحظه به اتاق کنترل است.
1- رنج دمائی
2- فشار مخزن
3- نوع اتصال
4- چگالی سیال
..........................................................................................................
سنسورهاي کنترل سطح
انواع سنسورهاي سطح
1- سنسور سطح خازني
2- سنسور سطح مغناطيسي
3- سنسور سطح نوري
سنسور خازنی کنترل سطح
سنسور خازنی کنترل سطح به منظور تشخیص وجود مواد در مخازن فلزی بکار گرفته می شود.سطح مواد پودری،دانه دانه،مایعات و... که در مخازن فلزی انباشته می شوند را می توان توسط این سنسورها کنترل کرد .
بین میله ی پروب و بدنه ی فلزی مخزن ، ظرفیت خازنی C وجود دارد. هرگاه به علت وجود مواد ظرفیت خازنی افزایش یابد وازمقدار معینی فراتر رود خروجی سنسور که بصورت کنتاکت رله می باشد فعال خواهد شد.
سنسورهای خازنی کنترل سطح در دو نوع ، پروب روکش دار وپروب بدون روکش تولید می شود . سنسورهای خازنی کنترل سطح با پروب روکش دار برای مواد هادی جریان الکتریسیته مانند آب،اکسیدآهن،اکسیدآلومینیوم و... مناسب می باشد. سنسورهای خازنی کنترل سطح با پروب بدون روکش برای مواد با مقاومت الکتریکی بالا مانند سیمان،خاک چینی،گچ،انواع روغن،گرانولهای پلاستیکی،پودرسرامیک مناسب می باشد.
سنسورهای مجاورتی خازنی
سنسور های خازنی نوعی دیگر از سنسورهای مجاورتی می باشند,این سنسورها شباهت زیادی باسنسورهای القایی دارند ,تفاوت های اصلی این سنسور القایی در این است که سنسور القایی یک میدان الکترومغناطیسی تولید می کند,در نتیجه سنسور القایی فقط قابلیت تشخیص مواد فلزی را دارد ولی سنسور خازنی علاوه بر مواد فلزی قابلیت تشخیص مواد غیر فلزی مانند شیشه ,کاغذ ,پلاستیک,مایعات و پارچه را نیز دارد .
این سنسورها معمولا به صورت استوانه ای در قطر های ۳۰-۱۸-۱۲-۶ میلی متر و یا بدنه پلاستیکی و یا فلزی ساخته می شودوالبته در برخی موارد خاص به صورت مکعبی همچنین اشکال دیگرنیز ساخته می شوند.
نحوه عملکرد سنسور خازنی
اساس کار سنسور های خازنی بر مبنای اندازه گیری تغییر ظرفیت یک خازن در مدار رزونانس RC در اثر نزدیک شدن قطعات فلزی یا غیر فلزی می باشد.قسمت اصلی اسیلاتور از دو قطعه فلزی تشکیل شده,وضعیت قرار گیری این قطعات نسبت بهم طوری است که باعث ایجاد یک ظرفیت خازنی می شود. هرگاه قطعه ای با ثابت دی الکتریک به صفحه حساس نزدیک گردد باعث تغیر در ظرفیت خازنی بین قطعات فلز ی می شود که این تغییر ظرفیت باعث تغییر دامنه خروجی اسیلاتور توسط دمدولاتور با مقایسه با مقدار مرجع آشکار می گردد ، هر گاه دامنه اسیلاتور از مقدار مرجع بیشتر باشد،خروجی سنسور فعال می شود .شکل زیر نحوه عملکرد این سنسور را نشان می دهد.
کاربرد سنسور های خازنی
در صورتی که نیاز به تشخیص قطعات فلزی داشته باشیم استفاده از سنسور القایی نسبت به خازنی ترجیح داده می شود ، علت این عمر کارایی بهتر و قیمت پایین تر سنسور القایی نسبت به خازنی می باشد، همچنین در صورتی که امکان استفاده از سنسور نوری وجود داشته باشد با توجه به کارایی بالاتر سنسور نوری استفاده از این سنسور نسبت به سنسور خازنی ترجیح داده می شود .اما در برخی از موارد استفاده از سنسور خازنی الزامی است .در ادامه چند مورد از کاربرد سنسور خازنی ذکر شده است .
تعیین سطح آب در بطری های پلاستیکی
با توجه به پایین تر بودن ثابت دی الکتریک پلاستیک از آب ، این سنسور می تواند به منظور تشخیص سطح آب بطری های پلاستیکی مورد استفاده قرار گیرد .که در این کاربرد می بایست پتانسیومتر حساسیت سنسور را طوری تنظیم کرد که سنسور در برابر بطری های خالی عمل نکند .
تشخیص اجسام مات و سیاه
برای تشخیص اجسامی که از مواد لاستیکی ، چرمی و پلاستیکی یا سایر مواد مات و سیاه ساخته شده اند، استفاده از سنسور نوری امکان پذیر نیست در نتیجه می توان از سنور های خازنی برای تشخیص این گونه اجسام استفاده کرد .همچنین می توان در این مورد از سنسور های اولتراسونیک استفاده کرد البته دقت شود که قیمت سنسور های اولتراسونیک بسیار بالا تر از سنسورخازنی می باشد.
تشخیص پودر داخل بطری ها
سنسور خازنی به راحتی امکان تشخیص پودرها یا دانه های حبوبات را در داخل ظروف پلاستیکی با این سنسور تشخیص داد .در این کاربرد می توان با پتانسیومتر حساسیت سنسور ، حساسیت سنسور را طوری تنظیم کرد که فقط بطری های پر از پودر توسط سنسور تشخیص داده شوند .
تشخیص سیم یا کابل های مسی
سنسور خازنی توانایی تشخیص سیم یا کابل های مسی را به سادگی دارد.دقت شود که در این کاربرد سنسور های القایی نیز امکان تشخیص سیم یا کابل های مسی رادر فاصله سویچینگ پایین تر دارند، البته ممکن است در برخی موارد توسط سنسور القایی نتوان سیم یا کابل های مسی را تشخیص داد، همچنین در این کاربرد به دلیل لرزش سیم یاکابل های متحرک امکان تشخیص توسط سنسور نوری وجود ندارد.
سنسورهای مغناطیسی کنترل سطحی
سنسورهای مغناطیسی کنترل سطح برای تشخیص سطح مایعات در یک یا چند نقطه مشخص در مخازن بکار می روند.این سنسورها که بطورعمودی بدون نیاز به منبع تغذیه در مخزن نصب می شود دارای شناوری از جنس پلی آمید است که در سطح مایعات موجود در مخزن قرار می گیرد وبه همراه مایع جابجا می شود.
حرکت شناور در طول میله باعث تحریک سویچهای داخل میله می گردد و خروجی دستگاه را فعال می کند.
..........................................................................................................
سنسور نوری کنترل سطح
سنسورهای نوری کنترل سطح به منظور تشخیص سطح مایعاتی مثل الکل،اتر،آب مقطر،انواع اسیدها و روغن های صنعتی و... به کار می روند. این سنسورها،بر مبنای ارسال امواج مادون قرمز مدوله شده ودریافت امواج شکست یافته از نوک منشوری شکل سنسور عمل می نمایند.
اگر نوک سنسور در تماس با مایع باشد زاویه شکست امواج تغییر یافته و به گیرنده نمی رسند وخروجی سنسور تغییر حالت می دهد. جنس بدنه این سنسورها از فولاد ضدزنگ وجنس پروب آنها از آکرولیک انتخاب شده است که در مقابل مایعات مختلف و اسیدها بسیار مقاوم می باشد .
پارامترهاي مهم واساسي در انتخاب سطح سنج ها
1- رنج دمايي
2- فشار مخزن يا فشار خط
3- تعداد ونوع خروجي مورد نظر
4- شرايط محيطي
5- ارتفاع قابل اندازه گيري
6- نوع اتصال
7- چگالي يا ويسكوزيته سيال
8- نوع سيال
9- دقت تجهيز
