Kuinka valita pinnankorkeuden lähetin?

• Johdanto

Nestepinnan mittauslähetin on laite, joka tarjoaa jatkuvan nestepinnan mittauksen. Sitä voidaan käyttää nesteen tai irtomateriaalien pinnankorkeuden määrittämiseen tiettynä ajankohtana. Se voi mitata esimerkiksi veden, viskoosien nesteiden ja polttoaineiden tai kuivien aineiden, kuten irtomateriaalien ja jauheiden, nestepinnankorkeutta.

Nestepinnan mittauslähetintä voidaan käyttää erilaisissa työolosuhteissa, kuten säiliöissä, säiliöissä ja jopa joissa, uima-altaissa ja kaivoissa. Näitä lähettimiä käytetään yleisesti materiaalinkäsittelyssä, elintarvike- ja juomateollisuudessa, energia-, kemian- ja vedenkäsittelyteollisuudessa. Katsotaanpa nyt useita yleisesti käytettyjä nestepinnan mittareita.

• Upotettava pinta-anturi

Upotettava pinnankorkeusanturi perustuu periaatteeseen, jonka mukaan hydrostaattinen paine on verrannollinen nesteen korkeuteen. Se käyttää diffuusoidun piisirun tai keraamisen anturin pietsoresistiivistä vaikutusta muuntaakseen hydrostaattisen paineen sähköiseksi signaaliksi. Lämpötilakompensoinnin ja lineaarisen korjauksen jälkeen se muunnetaan 4-20 mADC:n standardivirtasignaaliksi. Upotettavan hydrostaattisen painelähettimen anturiosa voidaan asettaa suoraan nesteeseen, ja lähetinosa voidaan kiinnittää laipalla tai kiinnikkeellä, mikä tekee asennuksesta ja käytöstä erittäin helppoa.

Upotettava pinta-anturi on valmistettu edistyneestä eristystyyppisestä diffuusoidusta piiherkästä elementistä, joka voidaan asettaa suoraan astiaan tai veteen anturin päästä vedenpintaan ulottuvan korkeuden tarkkaan mittaamiseen ja vedenpinnan lähettämiseen 4–20 mA:n virran tai RS485-signaalin kautta.

• Magneettinen tasoanturi

Magneettisen läppärakenteen toiminta perustuu ohitusputken periaatteeseen. Pääputken nestepinta on yhdenmukainen säiliölaitteen nestepinnan kanssa. Arkhimedeen lain mukaan nesteessä olevan magneettisen kellukkeen ja painovoiman tuottama kelluvuus kelluvat nestepinnan päällä. Kun mitatun astian nestepinta nousee ja laskee, nestepinnan mittarin pääputken pyörivä kelluke nousee ja laskee myös. Kellukkeen pysyvä magneettiteräs pyörittää indikaattorin punaista ja valkoista pylvästä 180° magneettisen kytkentäalustan avulla.

Kun nesteen pinta nousee, kelluke muuttuu valkoisesta punaiseksi. Kun nesteen pinta laskee, kelluke muuttuu punaisesta valkoiseksi. Valkoisen ja punaisen raja on säiliössä olevan väliaineen nestepinnan todellinen korkeus, jotta nestepinnan ilmaisin toimii.

• Magnetostriktiivinen nestepinnan anturi

Magnetostriktiivisen nestepinnan anturin rakenne koostuu ruostumattomasta teräksestä valmistetusta putkesta (mittaussauvasta), magnetostriktiivisestä langasta (aaltojohdinlanka), liikkuvasta uimurista (jonka sisällä on kestomagneetti) jne. Kun anturi toimii, anturin piiriosa herättää pulssivirran aaltojohtimessa, ja pulssivirran magneettikenttä syntyy aaltojohtimen ympärille, kun virta etenee aaltojohtimessa.

Anturin mittaussauvan ulkopuolella on kelluke, joka liikkuu ylös ja alas mittaussauvaa pitkin nestepinnan muutoksen mukaan. Kellukkeen sisällä on joukko kestomagneettirenkaita. Kun pulssimainen virtamagneettikenttä kohtaa kellukkeen synnyttämän magneettirenkaan magneettikentän, kellukkeen ympärillä oleva magneettikenttä muuttuu siten, että magnetostriktiivisestä materiaalista valmistettu aaltojohto tuottaa kellukkeen kohdalle vääntöaaltopulssin. Pulssi lähetetään takaisin aaltojohtoa pitkin kiinteällä nopeudella ja ilmaisinmekanismi havaitsee sen. Mittaamalla lähetetyn pulssivirran ja vääntöaallon välinen aikaero, kellukkeen sijainti, eli nestepinnan sijainti, voidaan määrittää tarkasti.

• Radiotaajuisen pääsyn materiaalitason anturi

Radiotaajuuspäästö on kapasitiivisesta tasonsäädöstä kehitetty uusi tasonsäätötekniikka, joka on luotettavampi, tarkempi ja sovellettavampi. Se on kapasitiivisen tasonsäätötekniikan päivitys.
Niin sanottu radiotaajuusadmittanssi tarkoittaa sähkön impedanssin käänteislukua, joka koostuu resistiivisestä komponentista, kapasitiivisesta komponentista ja induktiivisesta komponentista. Radiotaajuus on korkeataajuisen nestepinnan mittarin radioaaltojen spektri, joten radiotaajuusadmittanssi voidaan ymmärtää admittanssin mittaamisena korkeataajuisella radioaallolla.

Kun laite toimii, laitteen anturi muodostaa admittanssiarvon seinämän ja mitattavan väliaineen kanssa. Kun materiaalin taso muuttuu, admittanssiarvo muuttuu vastaavasti. Piiriyksikkö muuntaa mitatun admittanssiarvon materiaalin pinnankorkeuden signaaliksi materiaalin pinnankorkeuden mittaamiseksi.

• Ultraäänitasomittari

Ultraäänipintamittari on mikroprosessorin ohjaama digitaalinen pintamittari. Mittauksessa anturi lähettää pulssin ultraääniaallon, ja anturi vastaanottaa ääniaallon heijastuttuaan kohteen pinnalta ja muunnettuaan sen sähköiseksi signaaliksi. Anturin ja testattavan kohteen välinen etäisyys lasketaan ääniaallon lähettämisen ja vastaanottamisen välisen ajan perusteella.

Etuja ovat mekaanisten liikkuvien osien puuttuminen, korkea luotettavuus, yksinkertainen ja kätevä asennus, kosketukseton mittaus ja nesteen viskositeetin ja tiheyden vaikutus.

Haittapuolena on suhteellisen alhainen tarkkuus ja helposti sokea alue testissä. Paineastioiden ja haihtuvien väliaineiden mittaaminen ei ole sallittua.

• Tutkatason mittari

Tutkatason mittarin toimintatapa on lähettää ja heijastaa vastaanottoa. Tutkatason mittarin antenni lähettää sähkömagneettisia aaltoja, jotka heijastuvat mitattavan kohteen pinnasta ja vastaanotetaan sitten antennilla. Sähkömagneettisten aaltojen lähetys- ja vastaanottoaika on verrannollinen etäisyyteen nestepinnasta. Tutkatason mittari tallentaa pulssiaaltojen ajan, ja sähkömagneettisten aaltojen lähetysnopeus on vakio, joten etäisyys nestepinnasta tutka-antenniin voidaan laskea nestepinnan pinnankorkeuden selvittämiseksi.

Käytännössä tutkapohjaisilla nestepinnan mittareilla on kaksi toimintatilaa: taajuusmoduloitu jatkuva aalto ja pulssiaalto. Taajuusmoduloitua jatkuvaa aaltotekniikkaa käyttävällä nestepinnan mittarilla on korkea virrankulutus, nelijohtiminen järjestelmä ja monimutkainen elektroninen piiri. Tutkapohjaisella pulssiaaltotekniikalla varustetulla nestepinnan mittarilla on alhainen virrankulutus, ja sitä voidaan käyttää 24 VDC:n kaksijohtimisella järjestelmällä, mikä helpottaa luonnostaan ​​turvallisen käytön saavuttamista, korkeaa tarkkuutta ja laajaa käyttöaluetta.

• Ohjatun aallon tutkatason mittari

Ohjatun aallon tutkapintalähettimen toimintaperiaate on sama kuin tutkapintamittarin, mutta se lähettää mikroaaltopulsseja anturikaapelin tai -tangon kautta. Signaali osuu nestepintaan, palaa sitten anturille ja saavuttaa edelleen lähetinkotelon. Lähetinkoteloon integroitu elektroniikka määrittää nestepinnan signaalin kulkemiseen anturia pitkin ja paluuseen kuluvan ajan perusteella. Tämän tyyppisiä pintalähettimiä käytetään teollisissa sovelluksissa kaikilla prosessitekniikan aloilla.