วิธีการเลือกเครื่องส่งสัญญาณระดับ?

• การแนะนำ

เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับของเหลวเป็นเครื่องมือที่ให้การตรวจวัดระดับของเหลวอย่างต่อเนื่อง สามารถใช้เพื่อกำหนดระดับของของเหลวหรือของแข็งในเวลาที่กำหนด สามารถวัดระดับของเหลวของตัวกลาง เช่น น้ำ ของเหลวหนืดและเชื้อเพลิง หรือตัวกลางแห้ง เช่น ของแข็งและผงจำนวนมาก

เครื่องส่งสัญญาณตรวจวัดระดับของเหลวสามารถใช้งานได้ในสภาวะการทำงานที่หลากหลาย เช่น ภาชนะบรรจุ ถัง หรือแม้แต่แม่น้ำ สระน้ำ และบ่อน้ำ เครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้มักใช้ในอุตสาหกรรมการจัดการวัสดุ อาหารและเครื่องดื่ม พลังงาน เคมี และการบำบัดน้ำ ตอนนี้เรามาดูเครื่องวัดระดับของเหลวที่ใช้กันทั่วไปหลายตัวกัน

• เซ็นเซอร์ระดับใต้น้ำ

ตามหลักการที่ว่าความดันอุทกสถิตเป็นสัดส่วนกับความสูงของของเหลว เซ็นเซอร์ระดับใต้น้ำจะใช้เอฟเฟกต์พายโซรีซีฟของเซ็นเซอร์ซิลิคอนหรือเซรามิกแบบกระจายเพื่อแปลงแรงดันอุทกสถิตเป็นสัญญาณไฟฟ้า หลังจากการชดเชยอุณหภูมิและการแก้ไขเชิงเส้น มันจะถูกแปลงเป็นเอาต์พุตสัญญาณกระแสมาตรฐาน 4-20mADC ส่วนเซ็นเซอร์ของเครื่องส่งสัญญาณความดันอุทกสถิตใต้น้ำสามารถใส่ลงในของเหลวได้โดยตรง และส่วนเครื่องส่งสัญญาณสามารถแก้ไขได้ด้วยหน้าแปลนหรือตัวยึดเพื่อให้สะดวกในการติดตั้งและใช้งาน

เซ็นเซอร์ระดับใต้น้ำทำจากองค์ประกอบไวต่อซิลิคอนชนิดแยกขั้นสูง ซึ่งสามารถใส่ลงในภาชนะหรือน้ำได้โดยตรงเพื่อวัดความสูงจากปลายเซ็นเซอร์ถึงผิวน้ำได้อย่างแม่นยำ และส่งออกระดับน้ำผ่านกระแส 4 - 20mA หรือสัญญาณ RS485

• เซ็นเซอร์ระดับแม่เหล็ก

โครงสร้างแผ่นแม่เหล็กใช้หลักการของท่อบายพาส ระดับของเหลวในท่อหลักสอดคล้องกับระดับของเหลวในอุปกรณ์ตู้คอนเทนเนอร์ ตามกฎของอาร์คิมิดีส การลอยตัวที่เกิดจากการลอยตัวของแม่เหล็กในของเหลวและความสมดุลของแรงโน้มถ่วงจะลอยอยู่ที่ระดับของเหลว เมื่อระดับของเหลวในภาชนะวัดเพิ่มขึ้นและลดลง ลูกลอยแบบหมุนในท่อหลักของเครื่องวัดระดับของเหลวก็เพิ่มขึ้นและลดลงเช่นกัน เหล็กแม่เหล็กถาวรในตัวลูกลอยขับเคลื่อนคอลัมน์สีแดงและสีขาวในตัวบ่งชี้ให้หมุน 180 °ผ่านแท่นเชื่อมต่อแม่เหล็ก

เมื่อระดับของเหลวเพิ่มขึ้น ลูกลอยจะเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีแดง เมื่อระดับของเหลวลดลง ลูกลอยจะเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีขาว ขอบเขตสีขาวแดงคือความสูงที่แท้จริงของระดับของเหลวของตัวกลางในคอนเทนเนอร์ เพื่อให้ทราบถึงตัวบ่งชี้ระดับของเหลว

• เซ็นเซอร์ระดับของเหลวแม่เหล็ก

โครงสร้างของเซ็นเซอร์วัดระดับของเหลวแบบแมกนีโตสตริกทีฟประกอบด้วยท่อสแตนเลส (แท่งวัด), ลวดแมกนีโตสตริกทีฟ (ลวดท่อนำคลื่น), โฟลตแบบเคลื่อนย้ายได้ (มีแม่เหล็กถาวรอยู่ภายใน) ฯลฯ เมื่อเซ็นเซอร์ทำงาน ส่วนวงจรของเซ็นเซอร์จะกระตุ้นพัลส์ กระแสบนสายท่อนำคลื่น และสนามแม่เหล็กกระแสพัลส์จะถูกสร้างขึ้นรอบๆ สายท่อนำคลื่นเมื่อกระแสไฟฟ้าแพร่กระจายไปตามสายท่อนำคลื่น

ลูกลอยจะถูกจัดเรียงไว้ด้านนอกแกนวัดของเซ็นเซอร์ และลูกลอยจะเคลื่อนที่ขึ้นและลงไปตามแกนวัดตามการเปลี่ยนแปลงของระดับของเหลว มีชุดวงแหวนแม่เหล็กถาวรอยู่ภายในลูกลอย เมื่อสนามแม่เหล็กกระแสพัลส์ตรงกับสนามแม่เหล็กวงแหวนแม่เหล็กที่เกิดจากการลอยตัว สนามแม่เหล็กรอบ ๆ การลอยจะเปลี่ยนไป ดังนั้นเส้นนำคลื่นที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กจะสร้างพัลส์คลื่นบิดที่ตำแหน่งของการลอย พัลส์จะถูกส่งกลับไปตามสายท่อนำคลื่นด้วยความเร็วคงที่และตรวจพบโดยกลไกการตรวจจับ ด้วยการวัดความแตกต่างของเวลาระหว่างการส่งกระแสพัลส์และคลื่นแรงบิด ทำให้สามารถกำหนดตำแหน่งของการลอยได้อย่างแม่นยำ นั่นคือตำแหน่งของพื้นผิวของเหลว

• เซ็นเซอร์ระดับวัสดุรับคลื่นความถี่วิทยุ

การรับคลื่นความถี่วิทยุเป็นเทคโนโลยีการควบคุมระดับใหม่ที่พัฒนาจากการควบคุมระดับแบบ capacitive ซึ่งมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น แม่นยำยิ่งขึ้น และใช้งานได้มากขึ้น เป็นการอัพเกรดเทคโนโลยีการควบคุมระดับ capacitive
การรับคลื่นความถี่วิทยุที่เรียกว่าหมายถึงส่วนกลับของอิมพีแดนซ์ในกระแสไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบตัวต้านทาน ส่วนประกอบคาปาซิทีฟ และส่วนประกอบอุปนัย ความถี่วิทยุคือสเปกตรัมคลื่นวิทยุของเครื่องวัดระดับของเหลวความถี่สูง ดังนั้นการรับคลื่นความถี่วิทยุจึงสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นการวัดการรับเข้าด้วยคลื่นวิทยุความถี่สูง

เมื่อเครื่องมือทำงาน เซ็นเซอร์ของเครื่องมือจะสร้างค่าอนุญาติให้เข้ากับผนังและตัวกลางที่วัดได้ เมื่อระดับวัสดุเปลี่ยนแปลง ค่าอนุญาตเข้าจะเปลี่ยนตามไปด้วย หน่วยวงจรจะแปลงค่าการรับเข้าที่วัดได้เป็นเอาต์พุตสัญญาณระดับวัสดุเพื่อให้ทราบถึงการวัดระดับวัสดุ

• เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิก

เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิกเป็นเครื่องมือระดับดิจิตอลที่ควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์ ในการวัด คลื่นอัลตราโซนิกพัลส์จะถูกส่งโดยเซ็นเซอร์ และเซ็นเซอร์ตัวเดียวกันจะได้รับคลื่นเสียงหลังจากถูกสะท้อนจากพื้นผิวของวัตถุ และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์และวัตถุที่ทดสอบจะคำนวณตามเวลาระหว่างการส่งและรับคลื่นเสียง

ข้อดีคือไม่มีชิ้นส่วนที่สามารถเคลื่อนย้ายด้วยกลไก มีความน่าเชื่อถือสูง ติดตั้งง่ายและสะดวก การวัดแบบไม่สัมผัส และไม่ได้รับผลกระทบจากความหนืดและความหนาแน่นของของเหลว

ข้อเสียคือความแม่นยำค่อนข้างต่ำและการทดสอบง่ายที่จะมีพื้นที่ตาบอด ไม่อนุญาตให้วัดภาชนะรับความดันและตัวกลางระเหย

• เครื่องวัดระดับเรดาร์

โหมดการทำงานของเครื่องวัดระดับของเหลวเรดาร์กำลังส่งสัญญาณสะท้อนการรับ เสาอากาศของเครื่องวัดระดับของเหลวเรดาร์จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสะท้อนโดยพื้นผิวของวัตถุที่วัดแล้วได้รับจากเสาอากาศ เวลาของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งแต่ส่งจนถึงรับจะเป็นสัดส่วนกับระยะทางถึงระดับของเหลว เครื่องวัดระดับของเหลวเรดาร์บันทึกเวลาของคลื่นพัลส์ และความเร็วในการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคงที่ จากนั้นสามารถคำนวณระยะทางจากระดับของเหลวไปยังเสาอากาศเรดาร์ เพื่อทราบระดับของเหลวของระดับของเหลว

ในการใช้งานจริง เครื่องวัดระดับของเหลวเรดาร์มีสองโหมด ได้แก่ คลื่นต่อเนื่องแบบมอดูเลตความถี่และคลื่นพัลส์ เครื่องวัดระดับของเหลวพร้อมเทคโนโลยีคลื่นต่อเนื่องแบบมอดูเลตความถี่มีการใช้พลังงานสูง ระบบสายไฟสี่สาย และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน เครื่องวัดระดับของเหลวพร้อมเทคโนโลยีคลื่นเรดาร์พัลส์มีการใช้พลังงานต่ำ สามารถขับเคลื่อนโดยระบบสองสาย 24 VDC ง่ายต่อการบรรลุความปลอดภัยที่แท้จริง ความแม่นยำสูง และช่วงการใช้งานที่กว้างขึ้น

• เครื่องวัดระดับเรดาร์คลื่นนำทาง

หลักการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์คลื่นนำทางนั้นเหมือนกับของมาตรวัดระดับเรดาร์ แต่จะส่งพัลส์ไมโครเวฟผ่านสายเคเบิลหรือแกนเซ็นเซอร์ สัญญาณกระทบกับพื้นผิวของเหลว จากนั้นจึงกลับไปที่เซ็นเซอร์ จากนั้นจึงไปถึงตัวเรือนเครื่องส่งสัญญาณ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่รวมอยู่ในตัวเรือนเครื่องส่งสัญญาณจะกำหนดระดับของเหลวตามเวลาที่ใช้เพื่อให้สัญญาณเคลื่อนที่ไปตามเซ็นเซอร์และกลับมาอีกครั้ง เครื่องส่งสัญญาณระดับประเภทนี้ใช้ในงานอุตสาหกรรมในทุกด้านของเทคโนโลยีกระบวนการ