Проверка уровня заполнения жидкостями или сыпучими материалами связана с необходимостью выбора правильного решения. Хотя рынок изобилует различными видами продуктов, ни один из них не будет универсальным решением. Уровнемер выполняет измерения определенным способом в непрерывных процессах, где необходимо постоянно контролировать текущее значение уровня. И совершенно иначе, когда нас интересует, было ли достигнуто предельное значение в резервуарах.
Другим критерием является то, должен ли этот указатель уровня определяться в прямом контакте со средой или косвенно, например, через стенку контейнера. Кроме того, выбор метода измерения часто определяется многими другими параметрами. Например, такими как тип жидкости, диэлектрическая проницаемость, проводимость, вязкость, давление или температура. Уделим внимание некоторым методам, используемым в этих типах измерения.
Датчики емкости
Емкостные датчики — это классическое решение, которое за эти годы завоевало позицию лидера в приложениях контроля уровня. Они могут использоваться для измерения уровня жидкостей:
- при прямом контакте со средой
- бесконтактно через неметаллические стенки контейнера, например, из пластика или стекла, толщиной до нескольких миллиметров.
Выбор высококачественных сенсорных материалов, таких как нержавеющая сталь, PTFE (политетрафторэтилен) и PEEK (полиэфирэфиркетон), гарантирует, что прямой контакт с агрессивными материалами, например сера или азотная кислота, не повредит уровнемер.
Обычные емкостные датчики также имеют некоторые ограничения. Например, пена может значительно усложнить определение уровня. Для веществ с липкой консистенцией загрязняющие вещества и отложения, которые могут накапливаться на поверхности датчика, могут стать причиной ложных показаний. В результате, в таких случаях надежная оценка уровня становится практически невозможной.
В этом случае решением являются датчики емкости контроля уровня. Принцип действия основан на запатентованной технологии, гарантирующей компенсацию примеси или эффекта пены. Как и стандартные версии, они могут обнаруживать жидкости в прямом контакте и через стенки неметаллических резервуаров с максимальной толщиной 10 мм.
В отличие от обычных датчиков, пользователю в большинстве случаев не требуется повторная калибровка устройства во время работы или в случае смены среды.
Магнитострикционный уровнемер
Очень интересным решением для технологических процессов являются BTL-преобразователи линейных перемещений. Они работают с использованием технологии Micropulse, то есть абсолютного бесконтактного измерения магнитострикционного перемещения. Высокая надежность, скорость работы и точность являются основными параметрами, благодаря которым эти устройства постоянно находят применение в системах контроля уровня.
Уровнемеры доступны в версиях, совмещенных со многими популярными интерфейсами. Например, от стандартного аналогового через сеть до интерфейса IO-Link. Бесконтактный магнитострикционный принцип действия позволяет устанавливать их в герметичных корпусах под давлением до нескольких сотен бар. Информация о текущем уровне генерируется поплавком, оснащенным магнитом.
Магнитное поле проникает через стенку преобразователя и воздействует на волновод, размещенный в стержне. Электроника определяет местоположение магнитного поля, определяя уровень заполнения. Измерительный преобразователь может быть установлен как сверху, так и снизу резервуара. Таким образом, в зависимости от применения выбирается подходящий вариант. Например, для пищевой промышленности существует версия , которая обеспечивает непрерывные и точные измерения в областях, требующих особой гигиены.
Изготовленный из нержавеющей стали, датчик соответствует не только всем требованиям пищевой промышленности и обработки напитков, но и фармацевтики или косметологии. Температурный диапазон устройства соответствует технологическим требованиям до 130 C (стерилизация), а также легко очищается во время процесса.
Другая интересная версия может использоваться во взрывоопасных зонах. Преобразователь устанавливается таким образом, чтобы измерительный стержень находился в зоне 0, то есть в потенциально взрывоопасной зоне. В этом случае электроника размещается во взрывозащищенном корпусе вне его.
Ультразвуковой уровнемер
Ультразвуковые датчики представляют собой группу индикаторов уровня заполнения. Они работают независимо от цвета или поверхности. Например, обнаруживают даже прозрачные объекты, а также объекты с высокой отражательной способностью. Будь то чистая вода, мутная жидкость, масло, кислота или гранулы — ультразвуковые датчики могут обрабатывать практически любые вещества.
Поскольку ультразвуковые уровнемеры определяют расстояние до объекта путем измерения времени распространения звука, а расстояние измеряется до пограничного слоя между воздухом и жидкостью, то они обеспечивают точность измерения в миллиметрах и превосходное подавление фона. Работают как в резервуарах большой емкости, так и в областях небольших технологических процессов.
Современная ультразвуковая технология позволяет проводить измерения даже через отверстие диаметром 5 мм, тем самым позволяет использовать датчики в специализированных процессах фармацевтической или косметической промышленности. В зависимости от версии спектр обнаружения варьируется от нескольких миллиметров до нескольких метров.
Датчики гидростатического уровня
Последний метод измерения промежуточных уровней — это измерение гидростатического давления в резервуаре. Большим преимуществом этого метода является простота его реализации. То есть подключение датчика давления к технологическому разъему с помощью подходящего адаптера.
В этом случае диапазон решений очень широк. Варианты адаптированы для низких и высоких температур (-40 … + 140 C), различные адаптеры для технологических разъемов. Есть версии с плоской мембраной или Tri-Clamp для применения в пищевой промышленности для всего диапазона исходящих сигналов.
Визуализация уровня
Чтобы обеспечить бесперебойное производство, резервуары всегда должны содержать достаточно сырья. В то же время из-за высокой стоимости потерь они не могут быть переполнены. Данные уровнемера должны быть доступны в системе, но также должны быть видны непосредственно работникам производства. Вот где важен вопрос визуализации уровня. Тем не менее, есть и некоторые сложности. Например, как узнать уровень наполнения в любое время, когда невозможно заглянуть внутрь резервуара? Или когда он находится в труднодоступном месте?
Ответом на этот вопрос является детектор сигнализации SmartLight. Уровнемер выполнен в виде монолитной колонки, имеющей внутри до 20 светодиодов. Зажигаясь, каждый из них , тем самым, визуализирует уровень в резервуаре.
Пользователь может определить цвет, которым будут светиться светодиоды. Например, зеленый — правильный уровень, желтый — уровень предупреждения, красный — критический. Все работает на основе интерфейса IO-Link, что позволяет гибкое подключение любого датчика уровня.