חומרים נוזליים וגרגירים משמשים בתחומי ייצור שונים. חומר גלם זה יכול לבצע פונקציות שונות, אך לעתים קרובות הטכנולוגיות לשימוש בו מספקות שליטה על מילוי מכולות, בונקרים ומאגרים בהם. לשם כך, נעשה שימוש במכשירי איתות מיוחדים, שיכולים להיחשב גם כחיישנים וממסרי בקרה. במקרה זה, שיטות האינדיקציה והעקרונות לקביעת רמות המילוי עשויים להיות שונים. קיימים בשוק מתגי רמה שונים בעיצוב, בסוג אלמנט החישה ובנוכחות של פונקציות נוספות.
חיישנים קיבוליים
אלו הן האזעקות האוניברסליות הנפוצות ביותר, אשר, בהתאם לדגם, מתאימות למדיה בתפזורת או נוזלית. בפרט, הרמות של אבקות, מוצרים גרגירים, שמנים צמיגים, תתיחת מלט וכו' מוערכות באמצעות מכשיר איתות קיבולי. שינויים מסוימים מאפשרים גם לזהות נוכחות של גופים זרים, ומאותתים זאת ללוח הבקרה. עקרון הפעולה מבוסס על תנודות בקיבול החשמלי.
ככלל, לסוג זה של מתג רמה יש אלמנט רגישמגע ישירות עם חומר היעד, תוך ניטור מתמיד של הפרמטרים הדיאלקטריים של מדיום האוויר. תנודות בתדרים המוקלטים מומרות לאות המוזן לממסר בקרת המוצא. העיצוב של החיישן הקיבולי מגוון - יצרנים מייצרים דגמים צינוריים, גמישים, כבלים ועוד.
מתגי צף
גם פשוט בעיצוב וגרסה רב-תכליתית של מכשיר האיתות. המכשיר הסטנדרטי של חיישן כזה מספק נוכחות של צף, המחובר למנגנוני המיתוג של מגעים אלקטרומגנטיים. בסביבת העבודה ניתן למקם את גלאי הציפה הן אנכית והן אופקית, מה שגם מרחיב את מגוון היישומים שלהם. ובכל זאת יש הגבלות על השימוש בחיישנים מהסוג הזה.
לדוגמה, הם משמשים רק לעתים רחוקות בתהליכים טכנולוגיים שבהם נדרשים דיוק גבוה של קריאות ואינדיקציה נוספת של המאפיינים של מדיום העבודה. מצד שני, מתג מפלס הציפה עמיד בפני תנאי הפעלה שליליים. מסיבה זו הוא משמש כמתעד רמות של כימיקלים אגרסיביים, נפט, מי ים וכו'. הטמפרטורה המקסימלית הממוצעת לשימוש במתג צף היא 200°C.
מצפים
בדרך כלשהי, סוג של מכשירי איתות צפים, אבל בעלי מאפיינים משלו. הבסיס של המבנה נוצר על ידי מצוף, אשרתלוי על כבל, ובאותו אופן כמו אנלוגים לצוף, מחובר למנגנוני מגע להעברת קריאות. תהליך טבילת המכשיר בתווך נוזלי עובד תורם לשינוי בעומס על הכבל, המוביל לפתיחת המגעים.
הדגם די פשוט בעיצובו, אך יש לו יתרונות משמעותיים. לדוגמה, מחוון מפלס המים של מצוף מסוגל לפעול בלחצים גבוהים - כ-20 MPa. באשר להגנה מפני סביבות אגרסיביות והשפעות טמפרטורה, תכונות אלו נקבעות על ידי העיצוב וחומרי הייצור של דגם מסוים.
אזעקות רטט
גרסה טכנולוגית יותר של מכשיר האיתות, שניתן להשתמש בה בסביבות שונות - רופפות ונוזליות. עקרון הפעולה, כפי שהשם מרמז, מבוסס על תנועות תנודות. במהלך הפעולה, האלמנט הרגיש של המכשיר מייצר רעידות מכניות בתנאים של תדר תהודה. החיישן מופעל על ידי גנרטור פיזואלקטרי או מקור כוח אחר.
טבילה של מתג רמה רוטט מעוררת שינוי בפעילות של תנודות תדר ופרמטרים חשמליים במעגל המחובר לחיישן. יתר על כן, הפרמטרים המשתנים של המעגל החשמלי נרשמים בממסר כאות פלט בדיד. היתרונות של אזעקות רטט כוללים עמידות בפני השפעות טמפרטורה, לחץ גבוה וסביבות אגרסיביות. עבור צרכנים רבים, הדיוק הגבוה של מכשירים כאלה חשוב גם - השגיאה הממוצעת היא 1 מ מ.
חיישנים אופטיים
התקני איתות אופטיים משתמשים בקרן אור כגלאי מפלס. המקור יכול להיות מנורה קטנה אינפרא אדום או לייזר. עקרון המדידה עצמו מבוסס על יכולתו של חומר המטרה לשקף, לשבור או להעביר שטפי אור דרך עצמו.
חשוב להדגיש שהתקנים אופטיים מספקים גם ניתוח מגע וגם ללא מגע. מכיוון שמדובר במתג רמה אלקטרוני, ניתן לסמוך גם על הדיוק הגבוה של התוצאות המסופקות. לגבי חומרי עבודה, אלה יכולים להיות גם מדיה מסורתית וגם ספציפית, למשל, קצף או מוצרי שמן. בנוסף, האופטיקה מאפשרת לרשום את הצפיפות, הצמיגות והשקיפות של חומרים.
חיישנים קוליים
כמו ציוד מדידה קולי אחר, חיישן מפלס מסוג זה פועל על סמך הערכת רעידות אקוסטיות. מקלט מיוחד משמש כמקור קרינה. הוא מותקן במיכל, ולאחר מכן מתחיל תהליך התפשטות הרקע של השדה האולטראסוני. ברגעים של תיקון סטיות בפרמטרים של גלי קול, האלקטרוניקה פונה לממסר המוצא, סוגרת או פותחת את המעגל.
למתגי רמה אולטרא-קוליים יש שגיאה ממוצעת של 2 מ מ, אך ניתן לשפר נתון זה בתהליך מציאת המיקום המועדף ביותר. כפי שמראה בפועל, מודלים קוליים של מכשירי איתות הם מאודתובעני על תנאי העבודה במקום. אבל חוץ מזה, הם מפגינים ביצועים עקביים.
דגמי רוטור של איתותים
זוהי אחת הגרסאות הנפוצות ביותר של התקני איתות אלקטרומכניים, המשמשת לרוב לעבודה עם תערובות בתפזורת. מכשירים כאלה יכולים לשמש בתעשיות נפץ ומזון לשירות חומרים בצפיפות של כ-100 גרם/ליטר ושבריר של עד 50 מ מ. במיוחד, מתג הרמה הסיבובי משמש לצייד מכלים לסוכר, תבואה, אבקה, מזון לבעלי חיים וכו'.
אלמנט החישה עבור דגמים כאלה מיוצג על ידי להב רוטור, המסתובב כתוצאה מהעברת כוח ממנוע חשמלי סינכרוני. למעשה, רגע שינוי המפלס במיכל נרשם כתוצאה מקיבוע הלהב על ידי מדיום המטרה. ואז נכנס לתמונה המילוי האלקטרומכני, שפותח את המגעים, שולח אות לממסר הבקר.
זנים לפי סוג מתג
רוב מכשירי האיתות עובדים עם מתגי מגע חיווי, שהם משני סוגים - אלקטרומכני ומוצק. במקרה הראשון, משתמשים במגעים מכניים או בממסר בקרה. החוזקות של האלקטרומכניקה כוללות את היכולת לעבוד עם טווחי מתח וזרם גדולים, מה שמשפר את דיוק המדידה.
יחד עם זאת, מגעים כאלה אינם מושפעים מאידוי, ולכן מתג מפלס הנוזל עם האלקטרומכניקה רשאי לעבוד בחדרים עם טמפרטורות גבוהות. בתורו, למתגי מצב מוצק אין אלמנטים מכניים נעים הכפופים לבלאי. כלומר, בתהליך השימוש במכשיר זה, אין צורך בעדכון קבוע של חומרים מתכלים. בנוסף, התקני מצב מוצק עוברים מהר יותר ומגיבים למערכת רכישת האותות.
מסקנה
בבחירת מכשיר מתאים לקיבוע רמת מילוי של מיכלים בחומרים מסוימים, כדאי לקחת בחשבון פרמטרים רבים. כדאי להתחיל עם מאפייני הסביבה ותנאי ההפעלה של המכשיר. זה ייתן לך מושג לגבי סולם העיצוב והמדידה האופטימליים.
חלק ניכר מהבחירה מושפע מעיקרון הפעולה של מחוון הרמה, כמו גם משיטת העברת המידע לממסר. לכל הפחות, פרמטרים אלו יקבעו את דיוק המדידה. אל תתעלם מהפונקציונליות הנוספת. ככל שמכשיר האיתות מורכב ויקר יותר, כך הוא יספק יותר הזדמנויות לרישום מאפייני הסביבה. לכן, בנוסף לרמת המילוי הפיזי של המיכל, אותם מודלים אופטיים ואולטראסוניים יכולים להעביר מידע על הצפיפות, דרגת הצמיגות ואיכויות אחרות של החומר.
