Tasoanturi - Level sensor
Pinta -anturit havaitsevat nesteiden ja muiden nesteiden ja leijutettujen kiintoaineiden tason, mukaan lukien lietteet , rakeiset materiaalit ja jauheet , joilla on ylempi vapaa pinta . Virtaavista aineista tulee niiden astioissa (tai muissa fyysisissä rajoissa) olennaisesti vaakasuorassa painovoiman vuoksi, kun taas useimmat irtotavarana olevat kiinteät aineet kerääntyvät huipulle. Mitattava aine voi olla säiliön sisällä tai luonnollisessa muodossaan (esim. Joki tai järvi). Tasomittaus voi olla joko jatkuva tai pistearvo. Jatkuvan tason anturit mittaavat tasoa tietyltä alueelta ja määrittävät tarkan aineen määrän tietyllä paikalla, kun taas pistetason anturit osoittavat vain, onko aine tunnistamispisteen ylä- vai alapuolella. Yleensä jälkimmäiset havaitsevat liian korkeat tai matalat tasot.
On monia fyysisiä ja sovellusmuuttujia, jotka vaikuttavat optimaalisen tason seurantamenetelmän valintaan teollisiin ja kaupallisiin prosesseihin. Valintakriteerit ovat fyysinen: vaihe (neste, kiinteä tai liete), lämpötila , paine tai tyhjö , kemia , dielektrisyysvakio on väliainetta , tiheys (ominaispaino) väliaineen, sekoittaen (toiminta) , akustista tai sähköistä kohinaa, tärinä , mekaaniset iskun , säiliön tai säiliön koko ja muoto. Tärkeitä ovat myös sovellusrajoitukset: hinta, tarkkuus, ulkonäkö, vasteprosentti, helppo kalibrointi tai ohjelmointi , laitteen fyysinen koko ja asennus, jatkuvan tai erillisen (piste) tason valvonta tai ohjaus. Lyhyesti sanottuna tasoanturit ovat yksi erittäin tärkeistä antureista ja niillä on erittäin tärkeä rooli monissa kuluttaja-/ teollisissa sovelluksissa. Kuten muuntyyppisissä antureissa, pinta -antureita on saatavana tai ne voidaan suunnitella käyttämällä erilaisia tunnistusperiaatteita. Sovellustarpeisiin sopivan anturityypin valinta on erittäin tärkeää.
Kiinteiden aineiden pisteen ja jatkuvan tason tunnistus
Kiinteiden aineiden pistetason havaitsemiseen on saatavana erilaisia antureita. Näitä ovat tärisevä, pyörivä mela, mekaaninen ( kalvo ), mikroaaltouuni ( tutka ), kapasitanssi, optiset, pulssi-ultra- ja ultraäänitason anturit.
Värinäkohta
Nämä havaitsevat erittäin hienojen jauheiden tasot (irtotiheys: 0,02–0,2 g/cm 3 ), hienojakoiset jauheet (irtotiheys:0,2–0,5 g/cm 3 ) ja rakeiset kiintoaineet (irtotiheys:0,5 g/cm 3 tai enemmän). Oikealla värähtelytaajuuden valinnalla ja sopivilla herkkyyssäädöillä he voivat myös aistia voimakkaasti juoksevien jauheiden ja sähköstaattisten materiaalien tason.
Yhden koettimen värähtelevät pinnankorkeusanturit ovat ihanteellisia jauhemaisen pinnan tasolle. Koska vain yksi anturielementti koskettaa jauhetta, kahden anturielementin välinen silta eliminoituu ja väliaineen kertyminen minimoidaan. Mittapään tärinällä on taipumus eliminoida materiaalin kertyminen anturielementtiin. Pöly, dielektrisistä jauheista kertynyt staattinen varaus tai johtavuuden, lämpötilan, paineen, kosteuden tai kosteuspitoisuuden muutokset eivät vaikuta tärinätasoanturiin. Tuning-haarukan tyyppiset tärinäanturit ovat toinen vaihtoehto. Ne ovat yleensä halvempia, mutta ovat alttiita materiaalien kertymiselle piikkien väliin,
Pyörivä mela
Pyörivät mela -tason anturit ovat hyvin vanha ja vakiintunut tekniikka kiinteiden pisteiden tason osoittamiseen. Tekniikka käyttää pienen nopeuden vaihteistomoottoria, joka pyörii siipipyörää. Kun mela on pysähtynyt kiinteistä materiaaleista, moottoria pyöritetään akselillaan omalla momentillaan, kunnes moottoriin asennettu laippa koskettaa mekaanista kytkintä. Mela voidaan rakentaa useista materiaaleista, mutta tahmean materiaalin ei saa antaa kerääntyä melaan. Kerääntyminen voi tapahtua, jos prosessimateriaali muuttuu tahmeaksi korkean kosteustason tai korkean ympäristön kosteuden vuoksi suppilossa. Materiaaleissa, joiden paino on erittäin pieni tilavuusyksikköä kohti, kuten perliitti , bentoniitti tai lentotuhka , käytetään erityisiä siipimalleja ja pienen vääntömomentin moottoreita. Hienoja hiukkasia tai pölyä on estettävä tunkeutumasta akselin laakereihin ja moottoriin sijoittamalla siipi oikein suppiloon tai säiliöön ja käyttämällä asianmukaisia tiivisteitä.
Pääsytyyppi
RF pääsynsä tason tunnistin käyttää tangon koetin ja RF-lähteen mitata muutos pääsy . Anturi ajetaan suojatun koaksiaalikaapelin läpi kaapelin kapasitanssin muuttamisen vaikutusten poistamiseksi. Kun taso muuttuu anturin ympärillä, havaitaan vastaava muutos dielektrisessä osassa. Tämä muuttaa epätäydellisen kondensaattorin sisäänpääsyä ja tämä muutos mitataan tason muutoksen havaitsemiseksi.
Nesteiden pistetason tunnistus
Tyypillisiä nesteiden pistetason havaitsemisjärjestelmiä ovat magneettiset ja mekaaniset kellukkeet, paineanturit, sähkönjohtavat tunnistimet tai sähköstaattiset (kapasitanssi tai induktanssi) ilmaisimet-ja mittaamalla signaalin lentoaika nesteen pinnalle sähkömagneettisen (esim. magnetostriktiiviset), ultraääni-, tutka- tai optiset anturit.
Magneettinen ja mekaaninen kelluke
Magneettisten, mekaanisten, kaapeli- ja muiden kelluketasojen antureiden periaate sisältää usein mekaanisen kytkimen avaamisen tai sulkemisen joko suoran kosketuksen kautta kytkimellä tai ruoko magneettisella toiminnalla. Muissa tapauksissa, kuten magnetostriktiivisissä antureissa, jatkuva valvonta on mahdollista käyttämällä uimuriperiaatetta.
Magneettikäyttöisillä kelluketunnistimilla kytkentä tapahtuu, kun kellukkeen sisälle suljettu kestomagneetti nousee tai laskee käyttötasolle. Mekaanisesti toimivalla uimurilla kytkentä tapahtuu uimurin liikkeen vuoksi pienoiskoossa (mikro). Sekä magneettisten että mekaanisten kelluntatason anturien kemiallinen yhteensopivuus, lämpötila, ominaispaino (tiheys), kelluvuus ja viskositeetti vaikuttavat varren ja kellukkeen valintaan. Esimerkiksi suurempia kellukkeita voidaan käyttää nesteiden kanssa, joiden ominaispaino on niinkin alhainen kuin 0,5 säilyttäen samalla kelluvuuden. Kelluvan materiaalin valintaan vaikuttavat myös lämpötilan aiheuttamat ominaispainon ja viskositeetin muutokset-muutokset, jotka vaikuttavat suoraan kelluvuuteen.
Float-tyyppiset anturit voidaan suunnitella siten, että kilpi suojaa kelluketta itse turbulenssilta ja aallon liikkeeltä. Float -anturit toimivat hyvin monenlaisissa nesteissä, mukaan lukien syövyttävät aineet. Käytettäessä orgaanisille liuottimille on kuitenkin varmistettava, että nämä nesteet ovat kemiallisesti yhteensopivia anturin rakentamiseen käytettyjen materiaalien kanssa. Float-tyyppisiä antureita ei saa käyttää korkean viskositeetin (paksujen) nesteiden, lietteen tai nesteiden kanssa, jotka tarttuvat varsiin tai kellukkeisiin, tai materiaalien kanssa, jotka sisältävät epäpuhtauksia, kuten metallilastuja; muut tunnistustekniikat sopivat paremmin näihin sovelluksiin.
Float-tyyppisten antureiden erityinen sovellus on rajapinnan määrittäminen öljy-vesi-erotusjärjestelmissä. Kahta kelluketta voidaan käyttää jokaisen kellukkeen kanssa, joka on mitoitettu vastaamaan toisaalta öljyn ominaispainoa ja toisaalta vettä. Toinen varsityyppisen uimurikytkimen erityinen sovellus on lämpötila- tai paineanturien asennus moniparametrisen anturin luomiseksi. Magneettiset uimurikytkimet ovat suosittuja yksinkertaisuuden, luotettavuuden ja edullisuuden vuoksi.
Muunnelma magneettianturista on " Hall -efekti " -anturi, joka hyödyntää mekaanisen mittarin osoittimien magneettista tunnistusta. Tyypillisessä sovellutuksessa magneettisensitiivinen "Hall-tehosteanturi" kiinnitetään mekaaniseen säiliömittariin, jossa on magnetoitu indikaattorin neula, mittarin neulan osoittavan asennon havaitsemiseksi. Magneettianturi muuttaa osoitinneulan asennon sähköiseksi signaaliksi, mikä mahdollistaa muun (yleensä etä) ilmaisun tai signaloinnin.
Pneumaattinen
Pneumaattisia tasotunnistimia käytetään vaarallisissa olosuhteissa, joissa ei ole sähköä tai niiden käyttöä on rajoitettu, tai sovelluksissa, joissa on raskasta lietettä tai lietettä. Koska ilmakolonnin puristusta kalvoa vasten käytetään kytkimen käyttämiseen, prosessineste ei kosketa anturin liikkuvia osia . Nämä anturit soveltuvat käytettäväksi erittäin viskoosien nesteiden, kuten rasvan, sekä vesipohjaisten ja syövyttävien nesteiden kanssa. Tästä on se lisäetu, että se on suhteellisen edullinen tekniikka pisteiden seurantaan. Tämän tekniikan muunnelma on "kuplittelija", joka puristaa ilmaa putkeen säiliön pohjaan, kunnes paineen nousu pysähtyy, kun ilmanpaine nousee tarpeeksi korkeaksi poistamaan ilmakuplat putken pohjasta ja voittamaan paineen siellä. Stabiloidun ilmanpaineen mittaus osoittaa paineen säiliön pohjassa ja siten yllä olevan nesteen massan.
Johtava
Johtavat tasotunnistimet ovat ihanteellisia monen johtavien nesteiden, kuten veden, pisteentunnistukseen, ja ne soveltuvat erityisen hyvin erittäin syövyttäviin nesteisiin, kuten kaustiseen soodaan, suolahappoon, typpihappoon, ferrikloridiin ja vastaaviin nesteisiin. Niille johtaville nesteille, jotka ovat syövyttäviä, anturin elektrodit on valmistettava titaanista, Hastelloy B: stä tai C: stä tai 316 ruostumattomasta teräksestä ja eristettävä välikappaleilla, erottimilla tai pidikkeillä keraamisista, polyeteeni- ja teflonipohjaisista materiaaleista. Suunnittelusta riippuen yhdellä pidikkeellä voidaan käyttää useita eripituisia elektrodeja. Koska syövyttävät nesteet muuttuvat aggressiivisiksi lämpötilan ja paineen noustessa, nämä äärimmäiset olosuhteet on otettava huomioon määritettäessä näitä antureita.
Johtavat tasotunnistimet käyttävät matalajännitteistä, virranrajoitettua virtalähdettä, joka on sijoitettu eri elektrodien poikki. Virtalähde on sovitettu nesteen johtavuuteen, ja korkeamman jännitteen versiot on suunniteltu toimimaan vähemmän johtavilla (korkeamman vastuksen) väliaineilla. Virtalähteessä on usein jokin ohjauksen osa, kuten korkea-matala tai vuorotteleva pumpun ohjaus. Johtava neste, joka koskettaa sekä pisintä (yleinen) että lyhyempää anturia (paluu), täydentää johtavan piirin. Johtavat anturit ovat erittäin turvallisia, koska ne käyttävät matalaa jännitettä ja virtaa. Koska käytetty virta ja jännite ovat luonnostaan pieniä, turvallisuussyistä tekniikka voidaan myös tehdä " luonnostaan turvalliseksi ", jotta se täyttää vaarallisten paikkojen kansainväliset standardit . Johtavilla antureilla on lisäksi se etu, että ne ovat puolijohdelaitteita, ja ne on erittäin helppo asentaa ja käyttää. Joissakin nesteissä ja sovelluksissa huolto voi olla ongelma. Anturin on oltava edelleen johtava. Jos kertyminen eristää anturin väliaineesta, se lakkaa toimimasta kunnolla. Yksinkertainen anturin tarkastus edellyttää ohmimittaria, joka on kytketty epäiltyyn anturiin ja maaviitteeseen.
Tyypillisesti useimmissa vesi- ja jätevesikaivoissa kaivo, jossa on tikkaat, pumput ja muut metallirakenteet, tarjoaa maanpalautuksen. Kemikaalisäiliöissä ja muissa maadoittamattomissa kaivoissa asentajan on kuitenkin toimitettava maadoitus, yleensä maadoitussauva.
Tilasta riippuva taajuusmonitori
Mikroprosessorin ohjaama taajuuden tilanmuutoksen tunnistusmenetelmä käyttää matalan amplitudin signaalia, joka on muodostettu useille eri pituisille anturianturille. Jokaisella koettimella on taajuus, joka on erillään kaikista muista ryhmän koettimista, ja se muuttaa itsenäisesti tilaa, kun vesi koskettaa sitä. Taajuuden tilan muutosta kussakin koettimessa valvoo mikroprosessori, joka voi suorittaa useita vedenpinnan säätötoimintoja.
Tilasta riippuvan taajuusvalvonnan vahvuus on anturien pitkäaikainen vakaus. Signaalin voimakkuus ei riitä aiheuttamaan likaantumista, heikentymistä tai antureiden heikkenemistä saastuneen veden elektrolyysin vuoksi. Anturin puhdistusvaatimukset ovat vähäiset tai ne poistuvat kokonaan. Käyttämällä useita eripituisia anturitankoja käyttäjä voi intuitiivisesti asettaa ohjauskytkimet eri veden korkeuksille.
Tilasta riippuvan taajuusmonitorin mikroprosessori voi käyttää venttiilejä ja/tai suuria pumppuja, joilla on erittäin pieni virrankulutus. Useita kytkinohjaimia voidaan rakentaa pieneen pakettiin samalla kun ne tarjoavat monimutkaisia, sovelluskohtaisia toimintoja mikroprosessorin avulla. Säätimien alhainen virrankulutus on johdonmukaista suurissa ja pienissä kenttäsovelluksissa. Tätä universaalia tekniikkaa käytetään sovelluksissa, joissa on laaja nestemäinen laatu.
Anturit sekä pistetason havaitsemiseen että jatkuvaan valvontaan
Ultraääni
Ultraäänitason antureita käytetään erittäin viskoosisten nesteiden sekä irtotavaran kiinteiden aineiden kosketuksettomaan pinnankorkeuden tunnistamiseen. Niitä käytetään myös laajalti vedenkäsittelysovelluksissa pumpun ohjaukseen ja avoimen kanavan virtausmittaukseen. Anturit lähettävät korkeataajuisia (20 kHz - 200 kHz) akustisia aaltoja, jotka heijastuvat takaisin emittoivaan anturiin ja havaitsevat sen.
Ultraäänitason antureihin vaikuttaa myös kosteuden, lämpötilan ja paineen aiheuttama muuttuva äänen nopeus . Tasomittaukseen voidaan soveltaa korjauskertoimia mittaustarkkuuden parantamiseksi.
Turbulenssi, vaahto, höyry, kemialliset sumut (höyryt) ja prosessimateriaalin pitoisuuden muutokset vaikuttavat myös ultraäänianturin vasteeseen. Turbulenssi ja vaahto estävät ääniaaltoa heijastamasta oikein anturiin; höyry ja kemialliset sumut ja höyryt vääristävät tai absorboivat ääniaaltoa; ja pitoisuuden vaihtelut aiheuttavat muutoksia anturiin heijastuneen ääni -aallon energian määrään. Näiden tekijöiden aiheuttamien virheiden estämiseksi käytetään kaatopaikkoja ja aaltojohteita.
Kaikuanturin asianmukainen asennus edellyttää parhaan mahdollisen vasteen heijastumista. Lisäksi suppilon, säiliön tai säiliön tulee olla suhteellisen vapaa esteistä, kuten hitsauksista, kannattimista tai tikkaista, jotta minimoidaan väärät palautukset ja niistä johtuva virheellinen vastaus, vaikka useimmissa nykyaikaisissa järjestelmissä on riittävän "älykäs" kaiunkäsittely teknisten muutosten tekemiseksi suurelta osin tarpeeton, paitsi jos tunkeutuminen estää kaikuanturin "näköyhteyden" kohteeseen. Koska ultraäänianturia käytetään sekä akustisen energian siirtämiseen että vastaanottamiseen, se altistuu mekaaniselle tärinälle, joka tunnetaan nimellä "soittoääni". Tämän värähtelyn on vaimennettava (pysäytettävä) ennen kuin kaikuista signaalia voidaan käsitellä. Tuloksena on etäisyys kaikuanturin etupuolelta, joka on sokea eikä pysty havaitsemaan kohdetta. Se tunnetaan "sammutusalueena", tyypillisesti 150 mm - 1 m, muuntimen kantamasta riippuen.
Elektronisen signaalinkäsittelypiirin vaatimusta voidaan käyttää tekemään ultraäänianturista älykäs laite. Ultraääni -anturit voidaan suunnitella tarjoamaan pistetason valvontaa, jatkuvaa valvontaa tai molempia. Mikroprosessorin läsnäolon ja suhteellisen alhaisen virrankulutuksen ansiosta on myös mahdollisuus sarjaviestintään muista tietokonelaitteista, mikä tekee siitä hyvän tekniikan anturisignaalin kalibroinnin ja suodatuksen, langattoman etävalvonnan tai laitoksen verkkoviestinnän säätämiseksi. Ultraäänianturilla on laaja suosio alhaisen hinnan ja korkean toimivuuden tehokkaan yhdistelmän ansiosta.
Kapasitanssi
Kapasitanssitason anturit havaitsevat erinomaisesti monenlaisten kiinteiden aineiden, vesipitoisten ja orgaanisten nesteiden ja lietteiden läsnäolon. Tekniikkaa kutsutaan usein RF: ksi kapasitanssipiiriin syötetyille radiotaajuisille signaaleille. Anturit voidaan suunnitella tunnistamaan materiaalia, jonka dielektrisyysvakio on jopa 1,1 (koksi ja lentotuhka) ja jopa 88 (vesi). Lietteet ja lietteet, kuten kuivattu kakku ja jätevesiliete (dielektrisyysvakio n. 50) ja nestemäiset kemikaalit, kuten poltettu kalkki (dielektrisyysvakio n. 90), voidaan myös havaita. Dual-probe-kapasitanssitason antureita voidaan käyttää myös havaitsemaan rajapinta kahden sekoittumattoman nesteen välillä, joilla on olennaisesti erilaiset dielektriset vakiot.
Koska kapasitanssitason anturit ovat elektronisia laitteita, vaihemodulaatio ja korkeampien taajuuksien käyttö tekevät anturista sopivan sovelluksiin, joissa dielektriset vakiot ovat samanlaisia. Anturi ei sisällä liikkuvia osia, on kestävä, helppokäyttöinen ja helppo puhdistaa, ja se voidaan suunnitella korkean lämpötilan ja paineen sovelluksiin. Suurjännitteisen staattisen varauksen muodostumisesta ja purkautumisesta aiheutuu vaara, joka johtuu matalan dielektrisen materiaalin hankauksesta ja liikkeestä, mutta tämä vaara voidaan eliminoida asianmukaisella suunnittelulla ja maadoituksella.
Oikea anturimateriaalivalinta vähentää tai poistaa hankauksen ja korroosion aiheuttamat ongelmat. Liimojen ja korkeaviskositeettisten materiaalien, kuten öljyn ja rasvan, pistetason tunnistaminen voi johtaa materiaalin kertymiseen anturiin; tämä voidaan kuitenkin minimoida käyttämällä itsesäätelevää anturia. Vaahtoamisaltteille nesteille ja roiskeille tai turbulenssille alttiissa sovelluksissa kapasitanssitason anturit voidaan suunnitella muun muassa roiskesuojalla tai pysäytyskaivolla.
Kapasitanssianturien merkittävä rajoitus on korkeissa säiliöissä, joita käytetään irtotavarana olevien kiintoaineiden varastointiin. Vaatimus johtavasta anturista, joka ulottuu mittausalueen pohjaan, on ongelmallinen. Säiliöön tai siiloon ripustetut pitkät johtavat (20-50 metriä pitkät) kaapelianturit altistuvat valtavalle mekaaniselle jännitykselle siilossa olevan irtotavarana olevan jauheen painon ja kaapeliin kohdistuvan kitkan vuoksi. Tällaiset asennukset johtavat usein kaapelin rikkoutumiseen.
Optinen käyttöliittymä
Optisia antureita käytetään sedimenttien, nesteiden suspendoituneiden aineiden ja neste-neste-rajapintojen pistetason tunnistamiseen. Nämä anturit havaitsevat infrapunadiodin (LED) lähettämän infrapunavalon läpäisyn vähenemisen tai muutoksen. Kun rakennusmateriaalit ja asennuspaikka on valittu oikein, näitä antureita voidaan käyttää vesipitoisten, orgaanisten ja syövyttävien nesteiden kanssa.
Taloudellisten infrapunapohjaisten optisten rajapintojen pistetason antureiden yleinen sovellus on lietteen/veden rajapinnan havaitseminen laskeutumisaltaissa. Käyttämällä pulssimodulaatiotekniikoita ja suuritehoista infrapuna-diodia voidaan poistaa ympäristön valon aiheuttamat häiriöt, käyttää LEDiä suuremmalla vahvistuksella ja vähentää kertymisen vaikutuksia anturiin.
Vaihtoehtoinen lähestymistapa jatkuvaan optiseen tasotunnistukseen sisältää laserin käytön. Laservalo on keskittyneempää, joten se kykenee paremmin tunkeutumaan pölyiseen tai höyryiseen ympäristöön. Laservalo heijastuu useimmista kiinteistä, nestemäisistä pinnoista. Lentoaika voidaan mitata tarkalla ajoituspiirillä, jotta voidaan määrittää pinnan alue tai etäisyys anturista. Laserit ovat edelleen rajallisessa käytössä teollisissa sovelluksissa kustannusten ja huollon vuoksi. Optiikka on puhdistettava usein suorituskyvyn ylläpitämiseksi.
Mikroaaltouuni
Mikroaaltoanturit ovat ihanteellisia käytettäväksi kosteissa, höyryisissä ja pölyisissä ympäristöissä sekä sovelluksissa, joissa lämpötilat ja paineet vaihtelevat. Mikroaallot (joita usein kutsutaan myös nimellä RADAR) tunkeutuvat lämpötila- ja höyrykerroksiin, mikä voi aiheuttaa ongelmia muille tekniikoille, kuten ultraäänelle. Mikroaallot ovat sähkömagneettista energiaa, eivätkä siksi vaadi ilmamolekyylejä energian siirtämiseksi, mikä tekee niistä hyödyllisiä tyhjiössä. Mikroaaltoja sähkömagneettisena energiana heijastavat esineet, joilla on hyvät johtavat ominaisuudet, kuten metalli ja sähköä johtava vesi. Vaihtoehtoisesti ne imeytyvät eriasteisesti "vähän dielektrisiä" tai eristäviä aineita, kuten muovia, lasia, paperia, monia jauheita ja elintarvikkeita ja muita kiinteitä aineita.
Mikroaaltoanturit toteutetaan monenlaisilla tekniikoilla. Käytetään kahta perus signaalinkäsittelytekniikkaa, joista jokaisella on omat etunsa: pulssi- tai aika-alue-heijastimetria (TDR), joka on lentoajan mittaus jaettuna valon nopeudella, samanlainen kuin ultraäänitason anturit, ja Doppler-järjestelmät, joissa käytetään FMCW-tekniikkaa . Aivan kuten ultraäänitason anturit, myös mikroaaltoanturit suoritetaan eri taajuuksilla 1 GHz - 60 GHz. Yleensä mitä korkeampi taajuus, sitä tarkempi ja kalliimpi. Mikroaaltouuni suoritetaan kosketuksettomalla tekniikalla tai ohjataan. Ensimmäinen suoritetaan seuraamalla vapaata tilaa (mukaan lukien tyhjiö) lähettävää ja takaisin heijastuvaa mikroaaltosignaalia tai voidaan suorittaa "tutka langalla" -tekniikkana, joka tunnetaan yleisesti nimellä Guided Wave Radar tai Guided Microad Radar. Jälkimmäisessä tekniikassa suorituskyky yleensä paranee jauheissa ja vähän dielektrisissä väliaineissa, jotka eivät ole hyviä heijastimia tyhjiön kautta lähetetystä sähkömagneettisesta energiasta (kuten kosketuksettomissa mikroaaltoantureissa). Ohjatulla tekniikalla on kuitenkin samat mekaaniset rajoitukset, jotka aiheuttavat ongelmia aiemmin mainituille kapasitanssitekniikoille (RF), koska niissä on anturi astiassa.
Kosketuksettomat mikroaaltouunipohjaiset tutkatunnistimet näkevät alhaisen johtavuuden "mikroaaltouuniläpinäkyvien" (johtamattomien) lasi-/muovisten ikkunoiden tai astioiden seinien läpi, joiden läpi mikroaaltosäde voidaan siirtää, ja mittaavat "mikroaaltoheijastavaa" (johtavaa) nestettä sisällä (samalla tavalla kuin muovikulhoa käytettäessä mikroaaltouunissa). Myös korkea lämpötila, paine, tyhjiö tai tärinä eivät vaikuta niihin. Koska nämä anturit eivät vaadi fyysistä kosketusta prosessimateriaaliin, lähetin /vastaanotin voidaan asentaa turvalliselle etäisyydelle prosessin yläpuolelle /siitä, vaikka antennin jatke olisi useita metrejä lämpötilan alentamiseksi, mutta silti reagoivat tason muutoksiin tai etäisyysmuutokset, esim. ne ovat ihanteellisia sulametallituotteiden mittaamiseen yli 1200 ° C: ssa. Mikroaaltolähettimet tarjoavat myös saman ultraäänitekniikan tärkeimmän edun: mikroprosessorin läsnäolo signaalin käsittelemiseksi, lukuisat seuranta-, hallinta-, viestintä-, asennus- ja diagnostiikkaominaisuudet ja riippumattomuus tiheyden, viskositeetin ja sähköisten ominaisuuksien muutoksista. Lisäksi ne ratkaisevat joitain ultraäänitutkimuksen sovellusrajoituksia: toiminta korkeassa paineessa ja tyhjiössä, korkeat lämpötilat, pöly, lämpötila ja höyrykerrokset. Ohjatut aaltosäteet voivat mitata hyvin kapeissa suljetuissa tiloissa erittäin hyvin, koska ohjauselementti varmistaa oikean siirtymisen mitattuun nesteeseen ja sieltä pois. Sovellukset, kuten pysäytysputkien sisällä tai ulkoiset suitset tai häkit, tarjoavat erinomaisen vaihtoehdon kelluville tai siirtäville laitteille, koska ne poistavat kaikki liikkuvat osat tai nivelet eivätkä vaikuta tiheyden muutoksiin tai kertymisiin. Ne ovat myös erinomaisia erittäin alhaisilla mikroaaltoheijastavuustuotteilla, kuten nestekaasuilla (LNG, LPG, ammoniakki), joita säilytetään matalissa lämpötiloissa/korkeissa paineissa, vaikka tiivistysjärjestelyissä ja vaarallisten alueiden hyväksynnissä on oltava varovainen. Kiinteiden aineiden ja jauheiden irtotavarana GWR tarjoaa loistavan vaihtoehdon tutka- tai ultraääni -antureille, mutta kaapelin kulumista ja katon kuormittamista on tarkasteltava jonkin verran tuotteen liikkeen vuoksi.
Yksi mikroaalto- tai tutkatekniikoiden suurin haitta tasonvalvontaan on tällaisten antureiden ja monimutkaisten asetusten suhteellisen korkea hinta. Hinta on kuitenkin laskenut merkittävästi viime vuosina, jotta se vastaisi pidemmän kantaman ultraäänilaitteiden hintoja, ja molempien tekniikoiden yksinkertaistettu asennus parantaa myös helppokäyttöisyyttä.
Jatkuva nesteiden tasomittaus
Magnetostriktiivinen
Magnetostriktiiviset tasotunnistimet ovat samanlaisia kuin kelluntatyyppiset anturit siinä mielessä, että kellukkeen sisään tiivistetty kestomagneetti kulkee ylös ja alas varressa, johon on suljettu magneettikiristysjohto. Nämä anturit ovat ihanteellisia suurten tarkkuuksien jatkuvaan mittaamiseen erilaisista nesteistä varastointi- ja kuljetussäiliöissä. Nämä anturit vaativat oikean kellukkeen valinnan nesteen ominaispainon perusteella. Kun valitset kelluvia ja varren materiaaleja magnetostriktiivisille tasotunnistimille, pätevät samat ohjeet, jotka on kuvattu magneettisille ja mekaanisille kelluketasojen antureille.
Magnetostriktiiviset taso- ja asentolaitteet lataavat magnetostriktiivisen langan sähkövirralla, kun kenttä leikkaa kellukkeiden magneettikentän, syntyy mekaaninen kierre tai pulssi, joka kulkee takaisin lankaa pitkin äänen nopeudella, kuten ultraääni tai tutka, etäisyys mitataan lennon ajan mukaan pulssista paluupulssirekisteriin. lennon kesto vastaa etäisyyttä paluupulssia havaitsevasta anturista.
Magnetostriktiivisen tekniikan mahdollisen tarkkuuden vuoksi se on suosittu "säilytyssiirtosovelluksissa". Paino- ja mittausvirasto voi sallia sen kaupallisten liiketoimien toteuttamiseksi. Sitä käytetään myös usein magneettinäkymissä. Tässä muunnelmassa magneetti on asennettu kellukkeeseen, joka kulkee mittalasin tai putken sisään. Magneetti toimii anturissa, joka on asennettu mittarin ulkopuolelle. Kattilat ja muut korkean lämpötilan tai paineen sovellukset hyödyntävät tätä suorituskykyä
Resistiivinen ketju
Resistiiviset ketjutason anturit ovat samanlaisia kuin magneettiset kelluntasoanturit siinä mielessä, että kellukkeen sisäpuolelle tiivistetty kestomagneetti liikkuu ylös ja alas varressa, jossa tiiviit kytkimet ja vastukset on suljettu. Kun kytkimet on suljettu, vastus lasketaan yhteen ja muunnetaan virta- tai jännitesignaaleiksi, jotka ovat verrannollisia nesteen tasoon.
Kelluvien ja varren materiaalien valinta riippuu nesteestä kemiallisen yhteensopivuuden, ominaispainon ja muiden kelluvuuteen vaikuttavien tekijöiden suhteen. Nämä anturit toimivat hyvin nesteen tason mittauksissa meri-, kemian-, lääke-, elintarvike-, jätteenkäsittely- ja muissa sovelluksissa. Kun kaksi uimuria on valittu oikein, resistiivisiä ketjutason antureita voidaan käyttää myös valvoakseen rajapintaa kahden sekoittumattoman nesteen välillä, joiden ominaispaino on yli 0,6, mutta jotka eroavat vain 0,1 yksiköstä.
Magneettisesti kestävä
Magneettisen kellua tasolla anturit ovat samanlaisia kellua-antureita kuitenkin kestomagneettipari on tiivistetty sisällä uimuri pivot. Kellukkeen liikkuessa ylöspäin liike ja sijainti välittyvät magneettikentän kulma -asennona. Tämä tunnistusjärjestelmä on erittäin tarkka jopa 0,02 asteen liikkeeseen asti. Kenttäkompassin sijainti tarjoaa kelluvan asennon fyysisen sijainnin. Kelluvien ja varren materiaalien valinta riippuu nesteestä kemiallisen yhteensopivuuden, ominaispainon ja muiden kellukkeen kelluvuuteen vaikuttavien tekijöiden suhteen. Elektroninen valvontajärjestelmä ei joudu kosketuksiin nesteen kanssa, ja sitä pidetään luonnostaan turvallisena : tai räjähdyssuojattuna. Nämä anturit toimivat hyvin nesteen tason mittauksissa meressä, ajoneuvoissa, ilmailussa, kemiallisessa käsittelyssä, lääkkeissä, elintarvikkeiden käsittelyssä, jätteiden käsittelyssä ja muissa sovelluksissa.
Mikroprosessorin ja alhaisen virrankulutuksen ansiosta on myös mahdollisuus sarjaviestintään muista tietokonelaitteista, mikä tekee siitä hyvän tekniikan anturisignaalin kalibroinnin ja suodatuksen säätämiseksi.
Hydrostaattinen paine
Hydrostaattiset painetasoanturit ovat upotettavia tai ulkoisesti asennettuja paineantureita, jotka soveltuvat syövyttävien nesteiden tason mittaamiseen syvissä säiliöissä tai vesisäiliöissä. Tyypillisesti nesteen määrä määräytyy nesteeneristyksen (säiliö tai säiliö) pohjan paineen perusteella; alhaalla oleva paine, joka on säädetty nesteen tiheyden / ominaispainon mukaan, osoittaa nesteen syvyyden. Näille antureille kemiallisesti yhteensopivien materiaalien käyttö on tärkeää asianmukaisen toiminnan varmistamiseksi. Anturit ovat kaupallisesti saatavilla 10 mbar - 1000 bar.
Koska nämä anturit tuntevat paineen kasvavan syvyydessä ja koska nesteiden ominaispaino on erilainen, anturi on kalibroitava asianmukaisesti kullekin sovellukselle. Lisäksi suuret lämpötilavaihtelut aiheuttavat muutoksia ominaispainoon, mikä on otettava huomioon, kun paine muutetaan tasolle. Nämä anturit voidaan suunnitella pitämään kalvo saastumattomana tai kertymättömänä, mikä takaa asianmukaisen toiminnan ja tarkat hydrostaattisen paineen mittaukset.
Käytettäväksi ulkosovelluksissa, joissa anturia ei voida asentaa säiliön tai sen putken pohjaan, hydrostaattisen paineen tason anturin erikoisversio, tasotunnistin , voidaan ripustaa kaapelista säiliöön pohjapisteeseen se on mitattava. Anturin on oltava erityisesti suunniteltu sulkemaan elektroniikka nesteympäristöstä. Säiliöissä, joissa on pieni pääpaine (alle 100 INWC), on erittäin tärkeää tuulettaa anturimittarin takaosa ilmakehän paineeseen. Muutoin normaalit ilmanpaineen muutokset aiheuttavat suuren virheen anturin lähtösignaaliin. Lisäksi useimmat anturit on kompensoitava nesteen lämpötilan muutoksista.
Ilmakupla
Ilmakuplijärjestelmässä käytetään putkea, jonka aukko on nesteen pinnan alapuolella. Kiinteä ilmavirta johdetaan putken läpi. Paine putkessa on verrannollinen nesteen syvyyteen (ja tiheyteen) putken poistoaukon päällä.
Ilma-pesupullo järjestelmät eivät sisällä liikkuvia osia, joten ne soveltuvat tason mittaamiseksi jäteveden, viemäriveden, jätevesilietettä, yö maaperän tai veden suuria määriä suspendoituneita kiintoaineita. Ainoa osa anturia, joka koskettaa nestettä, on kuplaputki, joka on kemiallisesti yhteensopiva mitattavan materiaalin kanssa. Koska mittauspisteessä ei ole sähkökomponentteja, tekniikka on hyvä valinta luokitelluille "vaarallisille alueille". Järjestelmän ohjausosa voidaan sijoittaa turvallisesti pois, ja paineilmaputkisto eristää vaarallisen turvalliselta alueelta.
Ilmakuplausjärjestelmät ovat hyvä valinta avoimille säiliöille ilmakehän paineessa, ja ne voidaan rakentaa siten, että korkeapaineilma johdetaan ohitusventtiilin läpi päästämään irti kiinteitä aineita, jotka voivat tukkia kuplaputken. Tekniikka on luonnostaan "itsepuhdistuva". Sitä suositellaan erittäin hyvin nesteen tason mittaussovelluksiin, joissa ultraääni-, float- tai mikroaaltotekniikat ovat osoittautuneet hyödyttömiksi. Järjestelmä vaatii jatkuvaa ilman syöttöä mittauksen aikana. Putken pään tulee olla tietyn korkeuden yläpuolella, jotta vältetään lietteen tukkeutuminen putkeen.
Gammasäde
Ydinpintamittari tai gammasäteilymittari mittaa tasoa prosessiastian läpi kulkevien gammasäteiden vaimennuksella. Tekniikkaa käytetään säätelemään tason sulan teräksen on jatkuva valu prosessi teräksenvalmistusmenetelmälle. Vesijäähdytteisessä muotissa on säteilylähde, kuten koboltti-60 tai cesium-137 , toisella puolella ja herkkä ilmaisin, kuten tuikelaskuri , toisella puolella . Kun sulan teräksen taso nousee muotissa, anturi havaitsee vähemmän gammasäteilyä. Tekniikka mahdollistaa kontaktittoman mittauksen, jossa sulan metallin lämpö tekee kosketustekniikoista ja jopa monista kosketuksettomista tekniikoista epäkäytännöllisiä.