วิธีการเลือกเครื่องส่งสัญญาณระดับ?

• บทนำ

เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับของเหลวเป็นเครื่องมือที่ให้การวัดระดับของเหลวอย่างต่อเนื่องสามารถใช้เพื่อกำหนดระดับของของเหลวหรือของแข็งจำนวนมากในเวลาที่กำหนดสามารถวัดระดับของเหลวของตัวกลาง เช่น น้ำ ของเหลวหนืดและเชื้อเพลิง หรือตัวกลางแห้ง เช่น ของแข็งและผงจำนวนมาก

เครื่องส่งวัดระดับของเหลวสามารถใช้ได้ในสภาพการทำงานต่างๆ เช่น คอนเทนเนอร์ แทงค์ และแม้แต่แม่น้ำ สระน้ำ และบ่อน้ำเครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้มักใช้ในอุตสาหกรรมการจัดการวัสดุ อาหารและเครื่องดื่ม พลังงาน เคมี และการบำบัดน้ำตอนนี้เรามาดูเครื่องวัดระดับของเหลวที่ใช้กันทั่วไปหลายตัวกัน

• เซ็นเซอร์ระดับใต้น้ำ

ตามหลักการที่ว่าแรงดันไฮโดรสแตติกเป็นสัดส่วนกับความสูงของของเหลว เซ็นเซอร์ระดับใต้น้ำจะใช้เอฟเฟกต์พัซโซรีซิสทีฟของเซ็นเซอร์ซิลิคอนหรือเซรามิกแบบกระจายเพื่อแปลงแรงดันไฮโดรสแตติกเป็นสัญญาณไฟฟ้าหลังจากการชดเชยอุณหภูมิและการแก้ไขเชิงเส้นแล้ว จะถูกแปลงเป็นเอาต์พุตสัญญาณกระแสไฟมาตรฐาน 4-20mADCส่วนเซ็นเซอร์ของเครื่องส่งสัญญาณความดันแบบจุ่มใต้น้ำสามารถใส่ลงในของเหลวได้โดยตรง และส่วนเครื่องส่งสัญญาณสามารถแก้ไขได้ด้วยหน้าแปลนหรือโครงยึด เพื่อให้สะดวกในการติดตั้งและใช้งาน

เซ็นเซอร์ระดับใต้น้ำทำจากองค์ประกอบที่ไวต่อซิลิคอนแบบกระจายชนิดขั้นสูง ซึ่งสามารถใส่ลงในภาชนะหรือน้ำโดยตรงเพื่อวัดความสูงจากปลายเซ็นเซอร์ถึงผิวน้ำได้อย่างแม่นยำ และส่งออกระดับน้ำผ่านกระแส 4 – 20mA หรือสัญญาณ RS485

• เซ็นเซอร์ระดับแม่เหล็ก

โครงสร้างแผ่นแม่เหล็กยึดตามหลักการของท่อบายพาสระดับของเหลวในท่อหลักจะสอดคล้องกับระดับในอุปกรณ์ภาชนะตามกฎของอาร์คิมิดีส การลอยตัวที่เกิดจากแม่เหล็กลอยในของเหลวและความสมดุลของแรงโน้มถ่วงจะลอยอยู่บนระดับของเหลวเมื่อระดับของเหลวในภาชนะที่วัดได้เพิ่มขึ้นและลดลง ทุ่นลอยแบบหมุนในท่อหลักของเครื่องวัดระดับของเหลวก็จะสูงขึ้นและลดลงเช่นกันเหล็กแม่เหล็กถาวรในลูกลอยขับคอลัมน์สีแดงและสีขาวในตัวบ่งชี้ให้หมุน 180° ผ่านแท่นประกบแม่เหล็ก

เมื่อระดับของเหลวสูงขึ้น ทุ่นจะเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีแดงเมื่อระดับของเหลวลดลง ทุ่นจะเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีขาวขอบเขตสีขาว-แดงคือความสูงที่แท้จริงของระดับของเหลวของตัวกลางในภาชนะ เพื่อให้ทราบถึงตัวบ่งชี้ระดับของเหลว

• เซ็นเซอร์ระดับของเหลวแม่เหล็ก

โครงสร้างเซ็นเซอร์ระดับของเหลวแม่เหล็กประกอบด้วยท่อสแตนเลส (แท่งวัด) ลวดแม่เหล็ก (ลวดท่อนำคลื่น) ลอยที่เคลื่อนที่ได้ (มีแม่เหล็กถาวรอยู่ภายใน) เป็นต้น เมื่อเซ็นเซอร์ทำงาน ส่วนวงจรของเซ็นเซอร์จะกระตุ้นชีพจร กระแสบนสายท่อนำคลื่น และสนามแม่เหล็กกระแสพัลส์จะถูกสร้างขึ้นรอบๆ สายท่อนำคลื่นเมื่อกระแสกระจายไปตามสายท่อนำคลื่น

ทุ่นถูกจัดเรียงไว้ด้านนอกคันวัดของเซนเซอร์ และทุ่นจะเคลื่อนขึ้นและลงตามคันวัดตามการเปลี่ยนแปลงของระดับของเหลวมีชุดวงแหวนแม่เหล็กถาวรอยู่ภายในลูกลอยเมื่อสนามแม่เหล็กกระแสพัลซิ่งตรงกับสนามแม่เหล็กวงแหวนแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยทุ่น สนามแม่เหล็กรอบ ๆ ทุ่นจะเปลี่ยนไป ดังนั้นลวดท่อนำคลื่นที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กจะสร้างพัลส์คลื่นบิดที่ตำแหน่งของทุ่นชีพจรจะถูกส่งกลับไปตามสายท่อนำคลื่นด้วยความเร็วคงที่และตรวจพบโดยกลไกการตรวจจับโดยการวัดความแตกต่างของเวลาระหว่างการส่งกระแสพัลส์กระแสและคลื่นบิด ตำแหน่งของลอยสามารถกำหนดได้อย่างแม่นยำ นั่นคือ ตำแหน่งของพื้นผิวของเหลว

• เซ็นเซอร์ระดับวัสดุรับคลื่นวิทยุ

การรับคลื่นความถี่วิทยุเป็นเทคโนโลยีการควบคุมระดับใหม่ที่พัฒนาขึ้นจากการควบคุมระดับคาปาซิทีฟซึ่งมีความน่าเชื่อถือ แม่นยำยิ่งขึ้น และประยุกต์ใช้ได้มากขึ้นเป็นการอัพเกรดเทคโนโลยีการควบคุมระดับ capacitive
การรับเข้าความถี่วิทยุที่เรียกว่าหมายถึงส่วนกลับของอิมพีแดนซ์ในไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบต้านทานส่วนประกอบ capacitive และส่วนประกอบอุปนัยความถี่วิทยุคือสเปกตรัมคลื่นวิทยุของเครื่องวัดระดับของเหลวที่มีความถี่สูง ดังนั้นจึงเข้าใจว่าการรับเข้าความถี่วิทยุเป็นการวัดการรับเข้าด้วยคลื่นวิทยุความถี่สูง

เมื่อเครื่องมือทำงาน เซ็นเซอร์ของเครื่องมือจะสร้างค่าการรับเข้าด้วยผนังและสื่อที่วัดได้เมื่อระดับวัสดุเปลี่ยนไป มูลค่าการรับเข้าก็จะเปลี่ยนไปตามนั้นยูนิตวงจรแปลงค่าการรับเข้าที่วัดได้เป็นเอาต์พุตสัญญาณระดับวัสดุเพื่อให้ทราบถึงการวัดระดับวัสดุ

• เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิก

เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิกเป็นเครื่องมือระดับดิจิตอลที่ควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์ในการวัด คลื่นอัลตราโซนิกแบบพัลส์จะถูกส่งออกไปโดยเซ็นเซอร์ และคลื่นเสียงจะได้รับโดยเซ็นเซอร์เดียวกันหลังจากถูกสะท้อนโดยพื้นผิวของวัตถุ และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์กับวัตถุที่ทดสอบคำนวณโดยเวลาระหว่างการส่งและรับคลื่นเสียง

ข้อดีคือไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ด้วยกลไก ความน่าเชื่อถือสูง การติดตั้งที่ง่ายและสะดวก การวัดแบบไม่สัมผัส และไม่ได้รับผลกระทบจากความหนืดและความหนาแน่นของของเหลว

ข้อเสียคือความแม่นยำค่อนข้างต่ำ และการทดสอบมีจุดบอดได้ง่ายไม่อนุญาตให้วัดภาชนะรับความดันและสารระเหย

• เครื่องวัดระดับเรดาร์

โหมดการทำงานของเครื่องวัดระดับของเหลวเรดาร์กำลังส่งสัญญาณสะท้อนการรับเสาอากาศของเครื่องวัดระดับของเหลวของเรดาร์จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งสะท้อนจากพื้นผิวของวัตถุที่วัดแล้วรับโดยเสาอากาศเวลาของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากการส่งไปยังผู้รับนั้นแปรผันตามระยะทางถึงระดับของเหลวเครื่องวัดระดับของเหลวของเรดาร์จะบันทึกเวลาของคลื่นพัลส์ และความเร็วในการส่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะคงที่ จากนั้นจึงคำนวณระยะห่างจากระดับของเหลวไปยังเสาอากาศเรดาร์เพื่อทราบระดับของเหลวของระดับของเหลว

ในการใช้งานจริง เครื่องวัดระดับของเหลวเรดาร์มีสองโหมด ได้แก่ คลื่นความถี่ต่อเนื่องการปรับความถี่และคลื่นพัลส์เครื่องวัดระดับของเหลวพร้อมเทคโนโลยีคลื่นต่อเนื่องแบบมอดูเลตความถี่มีการใช้พลังงานสูง ระบบสี่สาย และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนเครื่องวัดระดับของเหลวพร้อมเทคโนโลยีคลื่นพัลส์เรดาร์ใช้พลังงานต่ำ สามารถขับเคลื่อนด้วยระบบสองสาย 24 VDC ง่ายต่อการบรรลุความปลอดภัยที่แท้จริง ความแม่นยำสูง และช่วงการใช้งานที่กว้างขึ้น

• เครื่องวัดระดับเรดาร์คลื่นนำทาง

หลักการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์แบบคลื่นนำทางจะเหมือนกับมาตรวัดระดับเรดาร์ แต่จะส่งสัญญาณคลื่นไมโครเวฟผ่านสายเคเบิลหรือแกนของเซ็นเซอร์สัญญาณกระทบพื้นผิวของเหลว จากนั้นกลับไปที่เซ็นเซอร์ จากนั้นไปถึงตัวเรือนเครื่องส่งสัญญาณอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่รวมอยู่ในตัวเรือนเครื่องส่งสัญญาณจะกำหนดระดับของเหลวตามเวลาที่สัญญาณเดินทางไปตามเซ็นเซอร์และกลับมาอีกครั้งเครื่องส่งสัญญาณระดับประเภทนี้ใช้ในงานอุตสาหกรรมในทุกด้านของเทคโนโลยีกระบวนการผลิต