سطح سنج ها متری هستند که برای تعیین سطح مایع در یک مخزن ذخیره سازی یا فرآیند ثابت استفاده می شوند . گیج از چندین قسمت از جمله سر، شناور، نوار اندازه گیری، براکت لنگر پایین، سیم های راهنما، زانویی، لنگر، کوپلینگ، براکت های پشتیبانی لوله و لوله سازی تشکیل شده است. کالیبراسیون سطح گیج مایع برای اطمینان از خوانش مناسب هنگام استفاده از سطح سنج استفاده می شود.

گیج های سطح دارای چندین مزیت از جمله دوام برای محیط های خشن هستند، از جمله توانایی مقاومت در برابر فشار، دما و ارتعاشات بالا. خواندن آنها از راه دور آسان است و می توان از آنها علاوه بر کلید یا زنگ هشدار در یک سیستم استفاده کرد. نیاز به نگهداری کمی وجود دارد و تمام تعمیرات را می توان بدون ایجاد اختلال در سیستم انجام داد. آنها همچنین می توانند برای کاربردهای شدید سفارشی شوند.

انواع سطح سنج

چندین نوع اساسی از سطح سنج وجود دارد. مثالها عبارتند از:

گیج های سطح مخزن - در پایش حجم مخزن از گیج سطح مخزن استفاده می شود.

گیج های سطح سوخت - یک گیج سطح سوخت، خواندن مستقیم سطح سوخت را برای وسایل نقلیه و تجهیزات فراهم می کند. دو بخش اصلی گیج سوخت فرستنده و گیج هستند. فرستنده سطح سوخت را در باک اندازه گیری می کند و گیج سطح را به کاربر نمایش می دهد. واحد فرستنده سوخت را زمانی اندازه گیری می کند که شناور از سطح معینی پایین بیاید. هنگامی که مخزن پر است، شناور نزدیک به بالا است و برف پاک کن نزدیک به سمت زمین قرار می گیرد. این بدان معنی است که مقاومت کوچک است و مقدار نسبتاً زیادی جریان از واحد فرستنده به گیج سوخت باز می گردد. با کاهش سطح گاز، شناور نیز شروع به فرو رفتن می کند و برف پاک کن برای افزایش مقاومت حرکت می کند و باعث می شود مقدار جریان برگشتی به گیج کاهش یابد. برای تماشای انیمیشن این سطح از سیستم بر روی تصویر زیر کلیک کنید.

گیج های سطح آب - برای اندازه گیری افزایش و کاهش سطح آب از سطح سنج آب استفاده می شود.

سطح سنج مکانیکی - یک سطح سنج مکانیکی سطوح مخازن ذخیره سازی زیرزمینی را کنترل می کند.

فن آوری های اندازه گیری

سطح سنج ها با استفاده از چندین تکنیک مختلف سطح را می خوانند. تکنولوژی اندازه گیری باید بر اساس کاربرد کاربر انتخاب شود. این سنسورهای سطح نیز بر اساس ترجیح کاربر، گزینه های نمایش متفاوتی دارند.

سطح سنج مغناطیسی - یک سطح سنج مغناطیسی برای کنترل سطح سیالات استفاده می شود. گیج ها بر اساس اصل ارشمیدس کار می کنند، که بیان می کند هر جسمی که در یک سیال غوطه ور شود، نیروی شناوری مشابه وزن مایع جابجا شده را تجربه می کند. سطح سنج های مغناطیسی بسیار بادوام هستند و می توانند در کاربردهایی استفاده شوند که باعث شکستن یا از بین بردن گیج های شیشه ای می شوند. آنها را می توان در زیر زمین با حداکثر دمای کاری و محدوده فشار 4000 درجه سانتیگراد و 220 بار استفاده کرد. این گیج ها حتی در محیط های بسیار سمی یا خورنده قادر به تشخیص سطح بین فازی هستند.

سطح سنج رفلکس - یک سطح سنج رفلکس برای تشخیص سطح در یک ظرف یا ظرف استفاده می شود. با استفاده از عدم تشابه در ضریب شکست بین سیالات و بخارات عمل می کند. آنها معمولاً از کربن یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند که دوام لازم برای کار در محدوده دما و فشار به ترتیب تا 400 درجه سانتیگراد و 400 بار را فراهم می کند. اگر ظرف با بخار پر شود، ناظر رنگ سفید نقره‌ای را می‌بیند، زیرا تابش‌های نوری که به سطح شیاردار شیشه بینایی می‌آیند، کاملاً منعکس می‌شوند. اگر ظرف پر از مایع باشد، ناظر سیاهی را می بیند زیرا تابش نوری که از ناحیه مایع می آید کاملا جذب می شود. شیشه دید یک لوله شفاف است که به بدنه گیج بسته می شود.

سطح سنج شفاف - سطح سنج های شفاف بسیار شبیه به سطح سنج های رفلکس هستند. آنها از دو شیشه شفاف تشکیل شده اند که با حفره های مایع در دو طرف یکپارچه شده اند. سطح سنج های شفاف با تشخیص عدم شباهت در ویژگی های شفاف دو شیشه که با حفره های مایع در هر دو طرف یکپارچه شده اند، کار می کنند. در برنامه‌ای که از آب و بخار استفاده می‌کند، از یک روشن‌کننده استفاده می‌شود تا سطح مایع را راحت‌تر ببیند. پرتوهای نور ساطع شده توسط روشنگر در جهت بالا به سمت ستون آب هدایت می شوند و باعث می شوند سطح مایع روشن شود. تشعشعات نور معمولاً روی سطح تقسیم شده بین آب و بخار می افتند و سپس به چشم کاربر منعکس می شوند.

سطح سنج دو رنگ - سطح سنج های دو رنگ برای اندازه گیری سطح رسانه در دیگ بخار استفاده می شود. این گیج از ورق های میکا با کیفیت بالا برای محافظت در برابر بخار مرطوب تولید شده در درام دیگ استفاده می کند. سطح با تشخیص ضریب شکست بین بخار و آب تشخیص داده می شود. سطح سنج های دو رنگ یک گیج شفاف هستند که دارای یک محفظه مایع در قسمت گوه ای شکل است. قسمت پشتی دستگاه دارای یک روشن کننده است که به دو فیلتر رنگی تعبیه شده است. یکی قرمز و دیگری سبز هنگامی که تشعشعات نور قرمز رنگ به آب برخورد می کنند، از یک طرف جلوگیری می کنند و جذب می شوند. هنگامی که همان نور به بخار برخورد می کند، نور از آن عبور می کند و به صورت رنگ قرمز ظاهر می شود. برعکس برای عبور نور از فیلترهای سبز اتفاق می افتد. این به کاربران اجازه می دهد تا بگویند چه مقدار از هر رسانه در سیستم وجود دارد.

سطح سنج لوله ای - گیج های سطح لوله ای به بهترین وجه در کاربردهای اندازه گیری سطح مایع با فشار کم و غیر سمی استفاده می شوند. آنها سطح فرآیند را از طریق ارتباطات مستقیم شناسایی و گزارش می کنند.

محدوده اندازه گیری

محدوده اندازه گیری که به عنوان ارتفاع ستون نیز شناخته می شود، احتمالاً مهمترین مشخصاتی است که هنگام انتخاب سطح سنج باید بررسی شود. به عنوان محدوده سطحی که دستگاه ها می توانند اندازه گیری کنند، تعریف می شود. محدوده اندازه گیری با حداکثر و حداقل سطح رسانه تعیین می شود. کاربر همچنین باید نوسانات سطح رسانه پیش بینی شده را در نظر بگیرد. اگر محدوده اندازه‌گیری مناسب انتخاب شود، داده‌های کمتری در طول رویدادی که از محدوده اندازه‌گیری فراتر می‌رود، از دست می‌رود.

دستگاه هایی با محدوده اندازه گیری قابل تنظیم میدانی به کاربر این امکان را می دهند که محدوده اندازه گیری را بسته به ظرف رسانه و شرایط محیطی تنظیم کند.

مشخصات سیستم

حداکثر فشار کاری - حداکثر فشار کاری ماده ای که دستگاه برای آن درجه بندی شده است.
محدوده دمای مواد - حداکثر دمای ماده که دستگاه برای آن درجه بندی شده است.
وزن مخصوص مایع - حداکثر وزن مخصوص مایع که دستگاه برای آن رتبه بندی شده است. وزن مخصوص نسبت چگالی ماده به چگالی آب در دمای مشخص است. با استفاده از رابطه زیر قابل محاسبه است.

SG = ρ / ρ H2O
کجا:
SG = وزن مخصوص
ρ = چگالی سیال یا ماده (kg/ m3 )
ρ H2O = چگالی آب (kg/ m3 )

چگالی مواد - حداکثر چگالی مواد که دستگاه برای آن رتبه بندی شده است.

رسانه ها

رسانه موادی است که حسگر باید اندازه گیری کند. سطح سنج ها می توانند مسئول اندازه گیری طیف گسترده ای از رسانه ها در سیستم های سطح سیال در بسیاری از صنایع باشند. دو نوع رسانه عمومی شامل مواد مایع و خشک است.

رسانه مایع می تواند شامل شود
- آب (گرم یا سرد، تمیز یا کثیف، تازه یا نمک)
- بنزین (سوخت گازوئیل)
- سیال هیدرولیک
- مایعات بسیار چسبناک یا صمغی
مواد خشک می تواند شامل شود
- جامدات حجیم
- پودرها

گزینه های نصب

بسته به نیاز برنامه، گیج های سطح را می توان به چند روش مختلف نصب کرد. این سوئیچ ها را می توان در بالا، پایین یا کنار ظرفی که ماده مورد اندازه گیری را نگه می دارد نصب کرد. برخی از عواملی که باید در هنگام انتخاب گزینه نصب در نظر گرفت، اندازه بسته بندی سوئیچ یا سنسور و فضای موجود در برنامه است. گیج باید ناهموار باشد تا بتواند با محیط سیستم برخورد کند.

ویژگی ها

برخی از ویژگی‌هایی که می‌توانند سطح سنج‌ها را مطلوب‌تر کنند، قابل برنامه‌ریزی بودن، داشتن عملکردهای کنترل‌کننده، ضبط‌کننده یا توتالایزر و یک نشانگر هشدار داخلی، چه قابل شنیدن یا قابل مشاهده هستند.

رتبه بندی برای کاربردهای بهداشتی- دستگاه ها برای کاربردهای بهداشتی مانند مواردی که در صنایع دارویی و غذایی یافت می شوند رتبه بندی می شوند.
دسته دوغاب / جامد معلق s- دستگاه ها می توانند دوغاب ها یا جامدات معلق را کنترل کنند.
هشدار داخلی / نشانگر - دستگاه ها دارای یک هشدار صوتی یا تصویری داخلی هستند که بیشتر از یک سوئیچ یا بسته شدن رله است.
توابع ضبط / توتالایزر - دستگاه ها ثبت کننده های داده هستند که مقادیر اندازه گیری شده را ثبت/جمع و یکپارچه می کنند.

برنامه های کاربردی

نظارت بر سطح در طیف گسترده ای از برنامه ها مهم است. هر فرآیند صنعتی که شامل پر کردن یا ذخیره یک مایع در یک مخزن یا ظرف باشد از استفاده از سوئیچ سطح سود می برد.

آنها همچنین بخش مهمی از سیستم های کنترل فرآیند هستند که نرخ جریان را به داخل و خارج از یک مخزن ذخیره یا راکتور مدیریت می کنند. آنها در طیف گسترده ای از صنایع یافت می شوند - نه محدود به - تولید، غذا و نوشیدنی، شیمیایی و دارویی، دریایی، پزشکی و مدیریت سوخت/انرژی.

منبع

globalspec