اندازه‌گیری سطح مواد (Level Measurement) درون مخازن و سیلوها یک اصل اساسی در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت و گاز، صنعت شیمیایی، کشاورزی، دارویی و صنایع غذایی میباشد. اندازه‌گیری مقدار دقیق مواد باعث کنترل بهتر فرآیندها، بهینه سازی مصرف مواد، پیشگیری از حوادث احتمالی و همچنین پیروی از استاندارد های الزامی بین‌المللی می‌شود.
در ادامه این مقاله از آداک فرایند سپهر به شرح انواع روشهای اندازه‌گیری سطح مواد، مزایای و معایب هر کدام از روش‌ها و نحوه نصب هر کدام خواهیم پرداخت.
انواع روشهای اندازه‌گیری مواد
در کل دو روش برای تشخیص ارتفاع مواد وجود دارد، روش تماسی و روش غیرتماسی
اندازه گیری سطح به روش مستقیم یا تماسی
در این روش سنسور یا پراب مستقیما با سیال یا مواد در تماس است
- سطح سنج های دیاپازونی
- سطح سنج های شناوری یا فلوتر
- سطح سنج های مغناطیسی
- سطح سنج های گیجی
- سطح سنج های خازنی (میله ای یا وزنه ای)
اندازه گیری سطح به روش غیرمستقیم یا بدون تماس
دراین روش سطح سنج با مواد یا سیال تماس ندارد
- لول سنج های هیدرواستاتیک
- لول سنج های التراسونیک
- لول سنج های رادیو متری
- لول سنج فشار تفاضلی
- لول سنج های راداری
- لول سنج های نوری
اساس کار لول سنج یا لول سوئیچ خازنی
نحوه کار لول سوئیچ های خازنی یا سطح سنج های خازنی بر اساس تغییرات ظرفیت خازنی که بین پروب (سیم بکسل آویزان درداخل سیلو) و بدنه سنسور(که به سیلو متصل شده) ایجاد می‌شود، عمل می‌کند با پر شدن مواد داخل مخازن ظرفیت خازنی، بین پروب و بدنه مخزن تغییر کرده که نهایتا در خروجی باعث تغییر وضعیت کنتاکت های خروجی می‌شود. شایان ذکر است لول سوئیچ های خازنی بهترین گزینه برای مواد اندازه گیری و تشخیص مواد جامد یا مواد پودری هستند.
مواردی که در انتخاب لول سوئیچ خازنی باید رعایت کرد
- نوع مواد جامد
- محدوده دمای کاری
- ارتفاع سیلو یا مخزن
- فشار داخل مخزن یا سیلو
- خروجی رله ای یا ترانزیستوری
- نوع و محدوده تغذیه DC یا AC
- تعداد کنتاکت های open , close
- نصب بصورت فلنجی یا رزوه بروی سیلو
- فقط برای سیلوهایی که ازجنس فلزی بوده وبایستی بدنه سیلو قابلیت رسانایی داشته باشد
- جنس خود لول سوئیچ، همیشه آلیاژ یا جنس سنسور بایستی نسبت به مواد یا سیال انتخاب شود تا از خوردگی و فرسایش سنسور جلوگیری گردد تا از هزینه خرید دوباره جلوگیری شود
ویژگی لول سوئیچ های خازنی وگا
- قابلیت اطمینان بالا در اندازه‌گیری
- هزینه نگهداری پایین
- مناسب برای سیالات دوغ آبی
- مناسب برای جامدات پودری وگرانولی
- کالیبره کردن آسان که حتی در خارج از مخزن و قبل نصب
- دارای کلید دوحالته برای انتخاب کردن سوئیچ حد بالا یا پایین
- تغییرات كم ثابت دی الكتریک تحت تاثیر عواملی چون دما
- دارای کلید سه حالته حساسیت که بصورت کم، متوسط و بالا
لول سوئیچ های خازنی را نباید برای سیال های ویسکوز استفاده کرد قیمت لول سوئیچ خازنی(سوئیچ سطح – سطح سنج خازنی) نسبت به مدل محصول که بر حسب نیاز مشتری کانفیگ می‌شود فرق خواهد کرد. هرچه دمای کاری و فشار محیط کاری بالا باشد قیمت لول سنج خازنی نیز بالا خواهد بود، چون تکنولوزی ساخت و قطعات الکترونیکی استفاده شده در تجهیزات دارای توان عملیاتی بالا، گرانتر میباشد.
نیاز به لول سوئیچ خازنی دارید؟
خرید لول سوئیچ خازنی با بهترین قیمت، مطمئن و آسان
نحوه نصب لول سوئیچ خازنی بروی مخازن، تانکر و سیلوها
شرایط نصب نسبت به تیپ لول سوئیچ خازنی(از نوع میله ای یا وزنه‌ای) وساختار مخزن متفاوت می باشد ولی درکل این راباید درنظر داشت که کلا لول سوئیچ ها را نباید در مسیر ریزش مواد قرار داد.
-
سطح سنج خازنی وگا دارای وزنه
استاندارد ترین روش اینست که با استفاده از دوعدد لول سوئیچ، یکی برای تشخیص خالی بودن مخزن (empty) و دیگری برای سنجش پر بودن مخزن (full) استفاده نمایید. در شکل زیر تشخیص یک مخزن با استفاده از این روش نشان داده شده است.
همانطور که مشاهده می‌کنید پراب داخل مخزن که از سیم بکسل و وزنه تشکیل شده است بعنوان یکی از الکترود‌ها و گلویی لول سوئیچ (رزوه یا فلنجی) که به بدنه مخزن وصل شده، مدار یک خازن را تشکیل می‌دهند. در این نوع لول سنج ها با توجه به نیاز مشتری از گلویی دارای فلنج یا گلویی پیچی رزوه‌ای که اکثرا اینچی می باشد استفاده می‌شود .
دلایل وجود وزنه در انتهای لول سوئیچ های سیم بکسل دار چیست؟
تعادل پروب یا سیم بکسل، جلوگیری از ارتعاش، ثابت ماندن پروب در امتداد نقطه نصب و اجتناب از اتصال پروب به بدنه مخزن از دلایل وجود وزنه در انتهای اکثر این نوع لول سوئیچ ها میباشد.
نحوه تعمیر و نگهداری لول سوئیچ خازنی وزنه‌ای
برای مواد پودری چسبنده بایستی هر چند ماه یکبار وزنه و خود سیم بکسل را تمیز کرد. این نسبت به چسبندگی مواد داخل سیلو از شش ماه یکبار تا هشت ماه یکبار متغییر است و برحسب تجربه است و ممکن است حتی نیاز به این کار نباشد.
این تمیز کاری بیشتر از چند دقیقه زمان نمی برد و دلیلش این است که در اثر افزایش چسبیدن مواد به پروب دقت و حساسیت خازن کاهش می‌یابد. از این رو دو راه حل پیش رو دارید: روش اول تمیز کاری پروب و روش دوم تنظیم مجدد حساسیت خازن با استفاده از پیچ تنظیم داخل هاوزینگ.
حتما در موقع انتخاب و خرید لول سوئیچ خازنی (سیم بکسل دار) به طول سیم بکسل که با ارتفاع مخزن یا سیلو متناسب است دقت گردد .
نحوه نصب لول سنج های خازنی میله ای
در شکل زیریک نمونه لول سوئیچ خازنی میله‌ای(Capacitive Rod Probe)آورده شده است.
اینسوئیچ سطح برای اندازه گیری نقاط حد مواد جامد فله ومایعات غیر رسانا مانند روغن بکار برده میشوند پروب عاق بندی شده و دقت اندازه‌گیری سطح بالا را دارا می باشد. خروجی این لول سنج ها علاوه بر اینکه میتواند رله‌ای و ترانزیستوری باشد یعنی سوئیچ بدهد میتواند بصورت ترانسمیتری خروجی 4 الی 20 میلی آمپر نیز باشد.
طول سنسور بسیار مهم و مسله حساسی میباشد وعامل مهمی در تعیین قیمت لول سوئیچ خازنی میله‌ای میباشد. یعنی هرچه طول بیشتر باشد قیمت نیز بالاتر است برای نصب لول سوئیچ های خازنی میله‌ای برخلاف لول سوئیچ خازنی وزنه‌ای(سیم بکسل دار) که در بالای مخزن نصب می‌شود(یعنی بصورت عمود بر مخزن) عمدتا بصورت افقی بروی مخزن نصب می‌شود.
مقایسه لول سوئیچ های خازنی وگا با دیگر برندها
- طول عمر بالای تولیدات شرکت وگا آلمان بدلیل اینکه کلیه قطعات ولوازم مصرفی فقط در قطب صنعتی جهان یعنی آلمان تولید می‌شود.
- قیمت مناسب نسبت به دیگر تولید کننده گان اروپایی و امریکایی
- آشنایی کامل اکثر مهندسین و متخصصین ایرانی با این برند به دلیل تعدد استفاده در ایران
- عملکرد بسیار عالی در رنج دمایی کاری و حتی بیشتر از رنج کاری خود نسبت به دیگر برندها
لول سوئیچ دیاپازونی یا لرزشی
لول سوئیچ دیاپازونی یا لرزشی(سطح سنج -لول سنج -ارتفاع سنج)از پرکاربردترین تجهیزات مورد استفاده در صنعت ابزار دقیق می باشد که برای تشخیص نقاط سطح یا لول(level) مواد جامد و مایعات در مخازن، تانک ها و سیلوها کاربرد دارند.
کاربرد لول سوئیچ های دیاپازونی
صنایع سیمان، گچ، پلاستیک، برنج، شکر، نمک، پودرشیر، صنایع روغن خوراکی صنعتی، دارویی، آب، معدنی، رنگ، خمیر، نوشابه سازی، مواد شوینده و صنایعی که از مواد دوغ آبی استفاده می‌کنند کاربردهای فراوانی دارد.
اساس کار سنسور دیاپازون
با اعمال جریان به لول سوئیچ دیاپازونی، شاخک ها شروع به نوسان با فرکانس مشخص می کند،مقدار جریان و نوسان ایجاد شده در شاخک هابه حدی است که شاخک ها در فرکانس رزونانس یا تشدید خود مرتعش شود .
در لول سنج های دیاپازونی زمانیکه دیاپازون مرتعش در سیال مایع یا جامد غوطه ور شود ،تغییر در فرکانس رزونانس آن، که درحدود ۱۰ الی ۲۰% می باشد، ایجاد می شود ،این تغییر فرکانس توسط مدار داخلی دریافت شده و منجر به کاهش جریان عبوری از آن می شود ،کاهش جریان نیز با یک مدار مرجع مقایسه و در نهایت منجر به سوئیچ کردن رله خروجی می شود.
ویژگی های لول سوئیچ دیاپازونی وگا
- سایز کوچک
- بدون نیاز به کالیبراسیون
- مناسب برای سیالات ویسکوز
- قابلیت نصب در هر محفظه ای
- حساس نبودن نسبت به حبابهای هوا
- حساس نبودن نسبت به ذرات سوسپانسیونی و توربولانس سیال
- مناسب برای دماهای مختلف کاری و سیالاتی که نوسانات دمایی دارند
- لول سنج های دیاپازونی برای کاربردهایی که ممکن است سیالات متفاوتی در یک تانک قرار گیرند مناسب هستند
- طول شاخک ها بر حسب استاندارد کارخانه سازنده می تواند تغییر کند.
مواردی که در انتخاب لول سوئیچ های دیاپازونی باید رعایت کرد
- محدوده دمای کاری
- فشار داخل مخزن یا سیلو
- نوع ومحدوده تغذیه DC یا AC
- تعداد کنتاکت های open , close
- نوع مواد داخل سیلو (مایع یا جامد)
- جنس شاخک ها (از آن جهت اهمیت دارد که مواد باعث خوردگی شاخک ها نشود)
نحوه نصب لول سوئیچ دیاپازونی
در اغلب سیلو ها و مخازن جهت اطلاع از پر (full) یا خالی (empty)بودن مواد داخل مخزن از دو عدد ارتفاع سنج دیاپازونی استفاده می گردد.
