Sensor level cairan di tangki memungkinkan Anda melakukan pengukuran saat ini dari jumlah cairan yang diisi, dan melaporkan pencapaian nilai batasnya. Perangkat tersebut terdiri dari sensor sensitif yang merespon parameter fisik tertentu, dan sirkuit pengukuran, kontrol dan indikasi. Tergantung pada aplikasinya, perangkat yang digunakan berbeda dalam prinsip operasinya.
Informasi yang disajikan dalam artikel ini akan membantu Anda mempelajari tentang prinsip pengoperasian berbagai jenis sensor dan area penerapannya. Tinjauan singkat tentang kelebihan dan kekurangan mereka akan dilakukan, produsen utama yang telah membuktikan diri di pasar akan ditunjukkan.
Klasifikasi peralatan
Sensor level cairan di dalam tangki dapat berupa pengukur level atau perangkat pemberi sinyal. Yang pertama dirancang untuk pengukuran terus menerus dari level cairan pada saat ini.waktu. Mereka menggunakan sensor yang bekerja pada prinsip fisik yang berbeda. Pemrosesan lebih lanjut dari sinyal yang berasal darinya dilakukan oleh sirkuit elektronik analog atau digital yang merupakan bagian dari pengukur level. Indikator yang diperoleh ditampilkan pada elemen tampilan.
Perangkat pemberi sinyal memperingatkan tentang mencapai nilai tertentu dari level cairan di dalam tangki, yang telah ditentukan sebelumnya oleh elemen pengaturan. Nama lain mereka adalah sensor ketinggian air di tangki untuk mematikan pasokan lebih lanjut. Sinyal keluarannya bersifat diskrit. Peringatan dapat dikeluarkan dalam bentuk alarm cahaya atau suara. Dalam hal ini, pengoperasian sistem pengisian atau pengurasan secara otomatis diblokir.
Metode pengukuran level
Bergantung pada sifat cairan yang akan diukur dalam tangki, metode pengukuran berikut digunakan:
- kontak, di mana sensor level cairan di dalam tangki atau bagiannya berinteraksi langsung dengan media yang diukur;
- non-kontak, menghindari interaksi langsung sensor dengan cairan (karena sifatnya yang agresif atau viskositas tinggi).
Perangkat kontak terletak di tangki langsung di permukaan cairan yang diukur (mengambang), di kedalamannya (pengukur tekanan hidrostatik), atau di dinding tangki pada ketinggian tertentu (kapasitor pelat). Untuk meter non-kontak (radar, ultrasonik) perlu untuk menyediakan zona visibilitas langsung dari permukaan cairan yang diukur dan tidak adanya kontak langsung dengandia.
Prinsip operasi
Baik pengukur level dan perangkat pensinyalan menggunakan prinsip operasi yang berbeda untuk menjalankan fungsinya. Jenis perangkat berikut ini paling banyak digunakan:
- sensor apung untuk level cairan di dalam tangki;
- kapasitif;
- sensor level cairan hidrostatik;
- perangkat tipe radar;
- sensor ultrasonik.
Float, pada gilirannya, dapat bersifat mekanis, diskrit, dan magnetostriktif. Tiga kelompok sensor pertama termasuk perangkat yang menggunakan metode pengukuran kontak, dua lainnya adalah perangkat non-kontak.
Sakelar float mekanis
Sebuah pelampung ringan, terus-menerus di permukaan cairan di dalam tangki, dihubungkan oleh sistem tuas mekanis ke terminal tengah potensiometer, yang merupakan lengan jembatan hambatan. Dengan jumlah minimum cairan di dalam tangki, jembatan dianggap seimbang. Tidak ada tegangan pada diagonal pengukurannya.
Saat tangki terisi, pelampung memantau posisi level cairan dengan menggerakkan kontak potensiometer yang bergerak melalui sistem tuas. Mengubah resistansi potensiometer menyebabkan pelanggaran status keseimbangan jembatan. Tegangan yang muncul pada diagonal pengukurannya digunakan oleh rangkaian elektronik dari sistem tampilan. Pembacaan analog atau digitalnya sesuai dengan jumlah cairan dalam tangki saat ini.
Sakelar float diskrit
Sinyal diskrit dalam bentuk rangkaianatau pembukaan kontak sakelar buluh digunakan oleh indikasi elektronik dan sirkuit pensinyalan untuk memberi tahu bahwa level cairan dalam tangki telah mencapai nilai tertentu. Kontak logam, yang terbuat dari bahan dengan resistansi kontak rendah ketika ditutup, ditempatkan dalam bola kaca berinsulasi berongga.
Sensor ketinggian air dalam tangki dengan keluaran diskrit dilengkapi pemandu dalam bentuk tabung berlubang tempat cairan dari tangki tidak masuk. Kontak dari satu atau lebih relai buluh dipasang di dalam pemandu. Lokasi mereka tergantung pada kasus di mana perlu untuk menerima alarm ketika level cairan mencapai nilai yang ditetapkan.
Apungan sensor dengan magnet permanen kecil yang terpasang di dalamnya bergerak di sepanjang pemandu saat ketinggian cairan dalam tangki berubah. Pengoperasian grup kontak terjadi pada saat memasuki medan magnet magnet permanen pelampung. Sinyal melalui kabel yang terhubung ke kontak sensor ketinggian air di tangki sakelar buluh masuk ke sirkuit alarm.
Sensor pelampung magnetostriktif
Sensor jenis ini memberikan sinyal konstan tergantung pada level cairan di dalam tangki. Elemen utama, seperti pada kasus sebelumnya, adalah pelampung dengan magnet permanen di dalamnya, yang mengambil posisinya di permukaan cairan dan bergerak dalam bidang vertikal di sepanjang pemandu.
Rongga bagian dalam pemandu, yang diisolasi dari cairan, ditempati oleh pemandu gelombang. Itu terbuat dari magnetostriktifbahan. Di bagian bawah elemen adalah sumber pulsa arus yang merambat di sepanjang itu.
Ketika pulsa yang dipancarkan mencapai lokasi pelampung dengan magnet, dua medan magnet berinteraksi. Hasil dari interaksi ini adalah terjadinya getaran mekanis yang merambat kembali sepanjang pandu gelombang.
Sebuah elemen piezoelektrik dipasang di sebelah generator pulsa, yang menangkap getaran mekanis. Sirkuit elektronik eksternal menganalisis waktu tunda antara pulsa yang dipancarkan dan diterima dan menghitung jarak ke pelampung, yang secara konstan berada di permukaan cairan. Sirkuit indikasi terus-menerus melaporkan level cairan di dalam tangki.
Sensor kapasitif
Pengoperasian sensor jenis ini didasarkan pada sifat kapasitor untuk mengubah kapasitansi listriknya ketika konstanta dielektrik bahan yang mengisi ruang di antara pelatnya berubah. Kapasitor koaksial digunakan, yang merupakan sepasang silinder logam berongga koaksial dengan diameter berbeda.
Yang terakhir adalah pelat kapasitor, di mana cairan dapat dengan bebas menembus. Konstanta dielektrik media udara dan cairan memiliki nilai yang berbeda. Mengisi tangki menyebabkan perubahan nilai konstanta dielektrik total kapasitor koaksial dan, karenanya, kapasitansi listriknya.
Frekuensi rangkaian osilasi, dalamsirkuit di mana kapasitor terhubung berubah sebanding dengan perubahan kapasitansinya. Konverter frekuensi / tegangan elektronik memantau perubahan ini dan menampilkan nilai yang sebanding dengan tingkat pengisian tangki.
Sensor hidrostatik
Nama lain untuk perangkat tersebut adalah detektor, atau transduser tekanan. Mereka bisa stasioner, dipasang di bagian bawah tangki berisi cairan, atau portabel. Dalam kasus terakhir, transduser tekanan dilengkapi dengan kabel yang cukup panjang. Ini memungkinkan mereka digunakan untuk tangki dengan ukuran geometris yang berbeda.
Elemen sensitif dari sensor hidrostatik adalah membran yang merasakan tekanan kolom cairan di atasnya. Penyesuaiannya dilakukan sedemikian rupa sehingga tekanan atmosfer tidak menyebabkan deformasi membran. Tekanan pada titik pengukuran dapat digunakan untuk menentukan ketinggian kolom cairan atau derajat pengisian tangki.
Jumlah deformasi membran diubah menjadi nilai proporsional listrik, yang kemudian digunakan untuk menampilkan level cairan di dalam tangki. Koreksi diterapkan dengan mempertimbangkan kepadatan media yang diukur dan percepatan gravitasi pada titik pengukuran.
Sensor tipe radar
Sensor level cairan tangki menggunakan metode pengukuran non-kontak berdasarkan sifat-sifat media ini dengan kepadatan apa pundan viskositas untuk memantulkan sinyal listrik. Frekuensi sinyal yang dipancarkan dari radar yang terletak di atas permukaan tingkat cairan yang diukur berubah sesuai dengan hukum linier.
Dipantulkan dari permukaan, ia tiba di perangkat penerima dengan penundaan yang ditentukan oleh panjang jalur yang dilalui. Dengan demikian, ada perbedaan antara frekuensi dari dua sinyal. Dengan besarnya pergeseran frekuensi, perangkat penganalisis locator menentukan jalur yang dilalui oleh sinyal atau tingkat cairan pemantul relatif terhadap lokasi radar.
Sensor level ultrasonik
Skema pengukuran yang digunakan untuk sensor jenis ini sesuai dengan yang dibahas di bagian artikel sebelumnya. Metode lokasi pengukuran diterapkan dalam rentang panjang gelombang ultrasonik.
Data yang diterima menentukan perbedaan waktu antara pemancar yang dipancarkan dan sinyal yang diterima oleh penerima. Menggunakan data tentang kecepatan perambatan ultrasound di ruang di atas permukaan cairan, perangkat penganalisis menentukan jarak yang ditempuh oleh sinyal, atau level cairan di dalam tangki.
Ikhtisar singkat tentang produsen
Sensor level cairan di tangki "ARIES" memungkinkan Anda melakukan pengukuran yang diperlukan pada level tinggi. Iklan produk mereka dapat ditemukan di banyak situs asing.
Perlu diperhatikan produk dari pengembang dan produsen dalam negeri L-CARD, termasuk dalam Daftar Alat Ukur Negara. Alta Group, yang telah berada di pasar Rusia selama lebih dari 10 tahun, telahumpan balik positif yang layak.
Kesimpulan
Sensor level cairan dalam tangki harus dipilih berdasarkan kondisi penggunaannya, sifat cairan, indikator akurasi pengukuran yang diperlukan. Pembacaan yang paling akurat dapat diperoleh dengan menggunakan sensor tipe radar, meter magnetostrictive.
Harus diingat bahwa akurasi mutlak membutuhkan biaya material yang lebih tinggi. Sensor apung dan perangkat sinyal adalah perangkat yang paling sederhana, tetapi penggunaannya dibatasi oleh kondisi getaran karena pembusaan cairan, viskositasnya, dan agresivitas medium.
Solusi optimal, berdasarkan rasio harga / kualitas, adalah penggunaan sensor hidrostatik dan kapasitif, yang tunduk pada batasan yang dikenakan pada sifat cairan yang diukur.
