- Zavedení
Hladinový snímač hladiny kapalin je přístroj, který umožňuje kontinuální měření hladiny kapalin. Lze jej použít k určení hladiny kapaliny nebo sypkých látek v určitém čase. Může měřit hladinu kapalin v médiích, jako je voda, viskózní kapaliny a paliva, nebo v suchých médiích, jako jsou sypké látky a prášky.
Převodník hladiny kapalin lze použít v různých pracovních podmínkách, jako jsou kontejnery, nádrže a dokonce i řeky, bazény a studny. Tyto převodníky se běžně používají v manipulačním průmyslu, potravinářském a nápojovém průmyslu, energetice, chemickém průmyslu a úpravně vody. Nyní se podívejme na několik běžně používaných hladinoměrů kapalin.
- Ponorný hladinový senzor
Ponorný hladinový snímač je založen na principu, že hydrostatický tlak je úměrný výšce kapaliny, a využívá piezorezistivní efekt difúzního křemíkového nebo keramického snímače k převodu hydrostatického tlaku na elektrický signál. Po teplotní kompenzaci a lineární korekci je převeden na standardní proudový výstupní signál 4–20 mAD. Snímač ponorného hydrostatického tlakového snímače lze přímo ponořit do kapaliny a snímač lze upevnit pomocí příruby nebo držáku, což usnadňuje instalaci a používání.
Ponorný hladinový senzor je vyroben z pokročilého difuzního křemíkového citlivého prvku s pokročilou izolací, který lze přímo vložit do nádoby nebo vody pro přesné měření výšky od konce senzoru k hladině vody a výstup hladiny vody je proudový signál 4–20 mA nebo signál RS485.
- Magnetický hladinový senzor
Konstrukce magnetické klapky je založena na principu obtokového potrubí. Hladina kapaliny v hlavním potrubí je shodná s hladinou v nádrži. Podle Archimédova zákona vztlak generovaný magnetickým plovákem v kapalině a gravitační váha se vznáší na hladině kapaliny. Když hladina kapaliny v měřené nádobě stoupá a klesá, stoupá a klesá i rotační plovák v hlavním potrubí hladinoměru. Permanentní magnetická ocel v plováku pohání červenobílý sloupec indikátoru, který se pomocí magnetické spojovací plošiny otočí o 180°.
Když hladina kapaliny stoupne, plovák se změní z bílé na červenou. Když hladina kapaliny klesne, plovák se změní z červené na bílou. Bíločervená hranice představuje skutečnou výšku hladiny média v nádobě, aby se dosáhlo indikace hladiny kapaliny.
- Magnetostrikční senzor hladiny kapaliny
Struktura magnetostrikčního hladinového senzoru kapaliny se skládá z nerezové trubky (měřicí tyče), magnetostrikčního drátu (vlnovodového drátu), pohyblivého plováku (s permanentním magnetem uvnitř) atd. Když senzor pracuje, jeho obvodová část budí pulzní proud na vlnovodném drátu a při šíření proudu podél vlnovodného drátu se kolem vlnovodného drátu generuje magnetické pole pulzního proudu.
Vně měřicí tyče senzoru je umístěn plovák, který se pohybuje nahoru a dolů podél měřicí tyče v závislosti na změně hladiny kapaliny. Uvnitř plováku je sada permanentních magnetických kroužků. Když se magnetické pole pulzního proudu setká s magnetickým polem kroužku generovaným plovákem, magnetické pole kolem plováku se změní, takže vlnovodný drát vyrobený z magnetostrikčního materiálu generuje v místě plováku torzní vlnový impuls. Impuls se přenáší zpět podél vlnovodného drátu pevnou rychlostí a je detekován detekčním mechanismem. Měřením časového rozdílu mezi vysílaným pulzním proudem a torzní vlnou lze přesně určit polohu plováku, tj. polohu hladiny kapaliny.
- Snímač hladiny materiálu s vysokofrekvenční admitancí
Admitance rádiových frekvencí je nová technologie regulace hladiny vyvinutá z kapacitní regulace hladiny, která je spolehlivější, přesnější a použitelnější. Jedná se o modernizaci technologie kapacitní regulace hladiny.
Takzvaná admitance rádiových frekvencí znamená převrácenou hodnotu impedance v elektřině, která se skládá z odporové, kapacitní a indukční složky. Rádiová frekvence je spektrum rádiových vln vysokofrekvenčního hladinoměru kapalin, takže admitanci rádiových frekvencí lze chápat jako měření admitance vysokofrekvenčními rádiovými vlnami.
Když je přístroj v provozu, senzor přístroje shromažďuje hodnotu admitance se stěnou a měřeným médiem. Když se změní hladina materiálu, změní se odpovídajícím způsobem i hodnota admitance. Obvodová jednotka převádí naměřenou hodnotu admitance na výstupní signál hladiny materiálu, aby se provedl měření hladiny materiálu.
- Ultrazvukový hladinoměr
Ultrazvukový hladinoměr je digitální hladinoměr řízený mikroprocesorem. Při měření senzor vysílá ultrazvukovou vlnu a zvukovou vlnu, která se odráží od povrchu objektu, přijímá stejný senzor a převádí ji na elektrický signál. Vzdálenost mezi senzorem a testovaným objektem se vypočítává z doby mezi vysláním a přijetím zvukové vlny.
Výhodami jsou absence mechanických pohyblivých částí, vysoká spolehlivost, jednoduchá a pohodlná instalace, bezkontaktní měření a nezávislost na viskozitě a hustotě kapaliny.
Nevýhodou je relativně nízká přesnost a snadno se objeví slepá oblast při testu. Není povoleno měřit tlakové nádoby a těkavá média.
- Radarový hladinoměr
Radarový hladinoměr pracuje ve funkci vysílání a přijímání, přičemž anténa vysílá elektromagnetické vlny, které se odrážejí od povrchu měřeného objektu a následně jsou přijímány anténou. Doba trvání elektromagnetických vln od vyslání do příjmu je úměrná vzdálenosti od hladiny kapaliny. Radarový hladinoměr zaznamenává dobu pulzních vln a rychlost přenosu elektromagnetických vln je konstantní. Vzdálenost od hladiny kapaliny k radarové anténě lze pak vypočítat a zjistit tak aktuální hladinu kapaliny.
V praxi existují dva režimy radarového hladinoměru kapalin, a to frekvenčně modulovaný kontinuální vlnový a pulzní vlnový. Hladinoměr kapaliny s frekvenčně modulovanou technologií kontinuální vlny má vysokou spotřebu energie, čtyřvodičový systém a složitý elektronický obvod. Hladinoměr kapaliny s radarovou pulzní vlnovou technologií má nízkou spotřebu energie, lze jej napájet dvouvodičovým systémem 24 V DC, snadno se dosahuje jiskrové bezpečnosti, vysoké přesnosti a širšího rozsahu použití.
- Radarový hladinoměr s vedenou vlnou
Princip činnosti radarového hladinoměru s vedenou vlnou je stejný jako u radarového hladinoměru, ale vysílá mikrovlnné impulsy přes kabel nebo tyč senzoru. Signál dopadne na hladinu kapaliny, poté se vrátí k senzoru a nakonec dosáhne pouzdra vysílače. Elektronika integrovaná v pouzdře vysílače určuje hladinu kapaliny na základě doby, kterou signál potřebuje k cestě podél senzoru a zpět. Tyto typy hladinoměrů se používají v průmyslových aplikacích ve všech oblastech procesní technologie.
Čas zveřejnění: 15. prosince 2021