Vedeliku taseme andurid paagis võimaldavad teil mõõta täidetud vedeliku kogust ja teatada selle piirväärtuste saavutamisest. Sellised seadmed koosnevad tundlikust andurist, mis reageerib teatud füüsikalistele parameetritele, ning mõõtmis-, juhtimis- ja näiduahelatest. Olenev alt rakendusest kasutatakse seadmeid, mis erinevad oma tööpõhimõtte poolest.
Artiklis esitatud teave aitab teil õppida tundma erinevat tüüpi andurite tööpõhimõtteid ja nende kasutusvaldkondi. Tehakse lühike ülevaade nende eelistest ja puudustest, tuuakse ära peamised turul end tõestanud tootjad.
Seadmete klassifikatsioon
Vedeliku taseme andurid paagis võivad olla tasememõõturid või signaalseadmed. Esimesed neist on mõeldud vedeliku taseme pidevaks mõõtmiseks praegusel hetkel.aega. Nad kasutavad andureid, mis töötavad erinevatel füüsikalistel põhimõtetel. Nendest tulevate signaalide edasine töötlemine toimub analoog- või digitaalsete elektrooniliste vooluahelate abil, mis on osa tasememõõturitest. Saadud indikaatorid kuvatakse ekraanielementidel.
Signaaliseadmed hoiatavad vedelikutaseme teatud väärtuse saavutamise eest paagis, mis on eelseadistatud seadistuselementidega. Nende teine nimi on veetaseme andurid paagis, et lülitada selle edasine varustus välja. Nende väljundsignaal on diskreetne. Hoiatuse võib anda valgus- või helisignaalina. Sel juhul blokeeritakse täitmis- või tühjendussüsteemide töö automaatselt.
Taseme mõõtmise meetodid
Sõltuv alt paagis mõõdetava vedeliku omadustest kasutatakse järgmisi mõõtmismeetodeid:
- kontakt, mille puhul paagis või selle osas olev vedeliku tasemeandur suhtleb vahetult mõõdetava ainega;
- kontaktivaba, vältides anduri otsest koostoimet vedelikuga (selle agressiivsete omaduste või kõrge viskoossuse tõttu).
Kontaktseadmed asuvad paagis otse mõõdetava vedeliku pinnal (ujukid), selle sügavuses (hüdrostaatilised manomeetrid) või paagi seinal teatud kõrgusel (plaatkondensaatorid). Mittekontaktsete arvestite (radar, ultraheli) jaoks on vaja tagada mõõdetava vedeliku pinna otsese nähtavuse tsoon ja otsese kontakti puudumineteda.
Tööpõhimõtted
Nii tasememõõturid kui ka signaalseadmed kasutavad oma funktsioonide täitmiseks erinevaid tööpõhimõtteid. Kõige laialdasem alt kasutatakse järgmist tüüpi seadmeid:
- ujukandurid vedeliku taseme jaoks paagis;
- mahtuvus;
- hüdrostaatilise vedeliku taseme andurid;
- radari tüüpi seadmed;
- ultraheliandurid.
Ujuk võib omakorda olla mehaaniline, diskreetne ja magnetostriktiivne. Esimesed kolm andurite rühma hõlmavad seadmeid, mis kasutavad kontaktmõõtmismeetodit, ülejäänud kaks on mittekontaktsed seadmed.
Mehaanilised ujuklülitid
Kerge ujuk, mis on pidev alt paagis oleva vedeliku pinnal, on ühendatud mehaaniliste hoobade süsteemiga potentsiomeetri keskmise klemmiga, mis on takistussilla õla. Kui paagis on minimaalne kogus vedelikku, loetakse sild tasakaalustatuks. Selle mõõtmisdiagonaalis pole pinget.
Paagi täitumisel jälgib ujuk vedelikutaseme asendit, liigutades potentsiomeetri liikuvat kontakti läbi hoovasüsteemi. Potentsiomeetri takistuse muutmine viib silla tasakaalustatud oleku rikkumiseni. Mõõtediagonaalis kuvatavat pinget kasutab kuvasüsteemi elektrooniline ahel. Selle analoog- või digitaalnäidud vastavad vedeliku kogusele paagis praegusel ajal.
Diskreetsed ujuklülitid
Diskreetne signaal vooluringi kujulvõi pilliroo lüliti kontaktide avamist kasutab elektrooniline näidiku- ja signaaliahel teavitamaks, et vedeliku tase paagis on saavutanud teatud väärtuse. Metallkontaktid, mis on valmistatud madala kontakttakistusega materjalist, kui need on suletud, asetatakse õõnsasse isoleeritud klaaskolbi.
Diskreetse väljundiga paagi veetasemeandur sisaldab õõnsa toru kujul olevat juhikut, millesse paagist vedelik ei sisene. Ühe või mitme pilliroo relee kontaktid on fikseeritud juhiku sees. Nende asukoht sõltub sellest, millisel juhul on vaja saada häire, kui vedeliku tase jõuab seatud väärtuseni.
Anduri ujuk koos sisseehitatud väikese püsimagnetiga liigub mööda juhikut, kui vedeliku tase paagis muutub. Kontaktgrupi töö toimub hetkel, kui see siseneb ujuki püsimagneti magnetvälja. Reed lüliti paagis oleva veetaseme anduri kontaktidega ühendatud juhtmete kaudu läheb signaal häireahelasse.
Magnetostriktiivsed ujukandurid
Seda tüüpi andurid annavad pideva signaali sõltuv alt vedeliku tasemest paagis. Põhielemendiks, nagu ka eelmisel juhul, on ujuk, mille sees on püsimagnet, mis võtab vedeliku pinnal oma asendi ja liigub mööda juhikut vertika altasapinnal.
Juhiku sisemine õõnsus, mis on vedelikust isoleeritud, on hõivatud lainejuhiga. See on valmistatud magnetostriktiivistmaterjalist. Elemendi allosas on vooluimpulsside allikas, mis levivad mööda seda.
Kui kiiratav impulss jõuab magnetiga ujuki asukohta, interakteeruvad kaks magnetvälja. Selle interaktsiooni tulemuseks on mehaaniliste vibratsioonide tekkimine, mis levivad mööda lainejuhti tagasi.
Impulssgeneraatori kõrvale on kinnitatud piesoelektriline element, mis püüab kinni mehaanilised vibratsioonid. Väline elektroonikaahel analüüsib väljastatavate ja vastuvõetud impulsside vahelist viivitust ning arvutab kauguse ujukist, mis on pidev alt vedeliku pinnal. Näiduahel teatab pidev alt vedeliku tasemest paagis.
Mahtuvusandurid
Seda tüüpi andurite töö põhineb kondensaatori omadustel muuta oma elektrilist mahtuvust, kui muutub selle plaatide vahelist ruumi täitva materjali dielektriline konstant. Kasutatakse koaksiaalkondensaatoreid, mis kujutavad endast erineva läbimõõduga koaksiaalseid õõnsaid metallsilindreid.
Viimased on kondensaatorplaadid, mille vahele võib vedelik vab alt tungida. Õhu ja vedela keskkonna dielektrilised konstandid on erineva väärtusega. Paagi täitmine toob kaasa koaksiaalkondensaatori kogudielektrilise konstandi väärtuse ja vastav alt selle elektrilise mahtuvuse muutumise.
Võnkuahela sagedus, inahel, millesse kondensaator on ühendatud, muutub võrdeliselt selle mahtuvuse muutumisega. Elektrooniline sagedus-/pingemuundur jälgib seda muutust ja kuvab väärtuse, mis on võrdeline paagi täitumusastmega.
Hüdrostaatilised andurid
Sellise seadme teine nimi on detektor või rõhuandur. Need võivad olla statsionaarsed, kinnitatud vedelikuga täidetud paagi põhja või kaasaskantavad. Viimasel juhul on rõhuandurid varustatud märkimisväärse pikkusega kaabliga. See võimaldab neid kasutada erineva geomeetrilise suurusega paakide jaoks.
Hüdrostaatilise anduri tundlik element on membraan, mis tajub selle kohal oleva vedelikusamba rõhku. Selle reguleerimine toimub nii, et atmosfäärirõhk ei põhjustaks membraani deformatsiooni. Mõõtepunkti rõhku saab kasutada vedelikusamba kõrguse või paagi täituvuse määramiseks.
Membraani deformatsiooni suurus teisendatakse elektriliseks proportsionaalseks väärtuseks, mida seejärel kasutatakse vedeliku taseme kuvamiseks paagis. Rakendatakse parandusi, mis võtavad arvesse mõõdetava keskkonna tihedust ja raskuskiirenduse mõõtmispunktis.
Radari tüüpi andurid
Paagi vedeliku taseme andur kasutab kontaktivaba mõõtmismeetodit, mis põhineb selle mis tahes tihedusega keskkonna omadustelja viskoossus, et peegeldada elektrilist signaali. Mõõdetud vedelikutaseme pinnast kõrgemal asuva radari väljastatava signaali sagedus muutub vastav alt lineaarsele seadusele.
Peapinn alt peegeldudes jõuab see vastuvõtvasse seadmesse viivitusega, mis on määratud läbitud tee pikkusega. Seega on kahe signaali sagedused erinevad. Sagedusnihke suuruse järgi määrab lokaatori analüüsiseade kindlaks signaali poolt läbitud tee või peegelduva vedeliku taseme radari asukoha suhtes.
Ultraheli tasemeandurid
Seda tüüpi andurite puhul kasutatav mõõtmisskeem vastab artikli eelmises osas käsitletule. Asukoha mõõtmise meetodit rakendatakse ultraheli lainepikkuste vahemikus.
Vastuvõetud andmed määravad ajavahe väljastatud saatja ja vastuvõtja poolt vastuvõetud signaalide vahel. Kasutades andmeid ultraheli leviku kiiruse kohta vedeliku pinnast kõrgemal asuvas ruumis, määrab analüüsiseade signaali poolt läbitud vahemaa või vedeliku taseme paagis.
Lühike ülevaade tootjatest
Vedeliku taseme andurid paagis "ARIES" võimaldavad teha vajalikke mõõtmisi kõrgel tasemel. Nende toodete reklaame võib leida paljudel välismaistel saitidel.
Väärib tähelepanu kodumaise arendaja ja tootja L-CARD toodetele, mis on kantud riiklikusse mõõtevahendite registrisse. Alta Group, mis on olnud Venemaa turul üle 10 aasta, on seda teinudhästi teenitud positiivne tagasiside.
Järeldus
Vedeliku taseme andurid paagis tuleks valida nende kasutustingimustest, vedelike omadustest, nõutavatest mõõtmistäpsuse näitajatest lähtuv alt. Kõige täpsemad näidud on võimalik saada radari tüüpi andurite ja magnetostriktiivsete mõõtjate abil.
Tuleb meeles pidada, et absoluutne täpsus nõuab suuremaid materjalikulusid. Ujukandurid ja signaalimisseadmed on kõige lihtsamad seadmed, kuid nende kasutamist piiravad vibratsioonitingimused, mis on tingitud vedeliku vahutamisest, viskoossusest ja keskkonna agressiivsusest.
Hinna ja kvaliteedi suhte alusel on optimaalne lahendus hüdrostaatiliste ja mahtuvuslike andurite kasutamine, mis on kooskõlas mõõdetava vedeliku omadustele kehtestatud piirangutega.
