Tekoči in zrnati mediji se uporabljajo na različnih področjih proizvodnje. Ta surovina lahko opravlja različne funkcije, vendar pogosto tehnologije za njeno uporabo zagotavljajo nadzor nad polnjenjem posod, bunkerjev in rezervoarjev z njimi. Za to se uporabljajo posebne signalne naprave, ki jih lahko štejemo tudi za senzorje in krmilne releje. V tem primeru se lahko metode indikacije in načela za določanje ravni polnjenja razlikujejo. Na trgu so nivojska stikala, ki se razlikujejo po zasnovi, vrsti senzorskega elementa in prisotnosti dodatnih funkcij.
Kapacitivni senzorji
To so najpogostejši univerzalni alarmi, ki so, odvisno od modela, primerni za razsute ali tekoče medije. Zlasti s kapacitivno signalno napravo se ocenjujejo vsebnosti praškov, zrnatih produktov, viskoznih olj, cementne kaše itd. Nekatere modifikacije omogočajo tudi zaznavanje prisotnosti tujkov, ki to sporočijo nadzorni plošči. Načelo delovanja temelji na nihanjih električne kapacitivnosti.
Ta tip nivojskega stikala ima praviloma občutljiv element, kineposredno v stiku s ciljnim materialom, pri čemer nenehno spremlja dielektrične parametre zračnega medija. Nihanja v zabeleženih frekvencah se pretvorijo v signal, ki se dovaja na izhodni krmilni rele. Zasnova kapacitivnega senzorja je raznolika - proizvajalci proizvajajo cevaste, gibke, kabelske in druge modele.
Plavajoča stikala
Prav tako enostavna oblika in vsestranska različica signalne naprave. Standardna naprava takšnega senzorja predvideva prisotnost plovca, ki je povezan s preklopnimi mehanizmi elektromagnetnih kontaktov. V delovnem okolju so detektorji plovca lahko nameščeni tako navpično kot vodoravno, kar širi obseg njihove uporabe. Vendar pa obstajajo omejitve glede uporabe tovrstnih senzorjev.
Na primer, redko se uporabljajo v tehnoloških procesih, kjer je potrebna visoka natančnost odčitkov in dodatna navedba lastnosti delovnega medija. Po drugi strani pa je plavajoče nivojsko stikalo odporno na neugodne pogoje delovanja. Zaradi tega se uporablja kot registrator ravni agresivnih kemikalij, kerozina, morske vode itd. Povprečna najvišja temperatura za uporabo plovnega stikala je 200°C.
Boje
Na nek način nekakšne plavajoče signalne naprave, vendar imajo svoje značilnosti. Osnovo strukture tvori boja, kiobešen na kablu in je na enak način kot float analogi povezan s kontaktnimi mehanizmi za prenos odčitkov. Postopek potopitve naprave v delovni tekoči medij prispeva k spremembi obremenitve kabla, kar vodi do odpiranja kontaktov.
Model je oblikovno precej preprost, vendar ima pomembne prednosti. Na primer, indikator nivoja vode boje lahko deluje pri visokih tlakih - približno 20 MPa. Kar zadeva zaščito pred agresivnimi okolji in temperaturnimi vplivi, so te lastnosti določene z zasnovo in materiali izdelave posameznega modela.
Vibrirajoči alarmi
Bolj tehnološka različica signalne naprave, ki se lahko uporablja v različnih okoljih - ohlapnih in tekočih. Načelo delovanja, kot pove že ime, temelji na oscilatornih gibih. Med delovanjem občutljivi element naprave proizvaja mehanske vibracije v pogojih resonančne frekvence. Senzor napaja piezoelektrični generator ali drug vir energije.
Potopitev vibrirajočega nivojskega stikala povzroči spremembo aktivnosti frekvenčnih nihanj in električnih parametrov v tokokrogu, ki je priključen na senzor. Nadalje se spremenjeni parametri električnega tokokroga registrirajo v releju kot diskretni izhodni signal. Prednosti vibracijskih alarmov vključujejo odpornost na temperaturne učinke, visok tlak in agresivna okolja. Za mnoge potrošnike je pomembna tudi visoka natančnost takšnih naprav - povprečna napaka je 1 mm.
Optični senzorji
Optične signalne naprave uporabljajo svetlobni žarek kot detektor nivoja. Vir je lahko infrardeča majhna svetilka ali laser. Samo načelo merjenja temelji na sposobnosti ciljnega materiala, da odbija, lomi ali prenaša svetlobne tokove skozi sebe.
Pomembno je poudariti, da optične naprave omogočajo tako kontaktno kot brezkontaktno analizo. Ker je to elektronsko nivojsko stikalo, lahko računate tudi na visoko natančnost podanih rezultatov. Kar zadeva delovne materiale, so to lahko tradicionalni mediji in posebni, na primer pena ali naftni proizvodi. Poleg tega optika omogoča beleženje gostote, viskoznosti in prosojnosti materialov.
Ultrazvočni senzorji
Tako kot druga ultrazvočna merilna oprema tudi ta tip nivojskega senzorja deluje na podlagi ocene akustičnih vibracij. Kot vir sevanja deluje poseben sprejemnik. Namesti se v posodo, po kateri se začne proces širjenja ultrazvočnega polja v ozadju. V trenutkih popravljanja odstopanj v parametrih zvočnih valov se elektronika obrne na izhodni rele, s čimer zapre ali odpre vezje.
Ultrazvočna nivojska stikala imajo povprečno napako 2 mm, vendar se ta številka lahko izboljša v procesu iskanja najugodnejše lokacije. Kot kaže praksa, so ultrazvočni modeli signalnih naprav zelozahtevni glede pogojev dela v prostorih. Sicer pa kažejo dosledno delovanje.
Rotorski modeli signalizatorjev
To je ena najpogostejših različic elektromehanskih signalnih naprav, ki se najpogosteje uporablja za delo z razsutimi mešanicami. Takšne naprave se lahko uporabljajo v eksplozivni in živilski industriji za servisiranje materialov z gostoto približno 100 g/l in frakcijo do 50 mm. Zlasti se vrtljivo nivojsko stikalo uporablja za opremljanje rezervoarjev za sladkor, žito, prah, živalsko krmo itd.
Senzorski element za takšne modele predstavlja lopatica rotorja, ki se vrti kot posledica prenosa sile iz sinhronega elektromotorja. Pravzaprav je trenutek spremembe nivoja v rezervoarju zabeležen kot posledica fiksacije rezila s ciljnim medijem. Nato pride v poštev elektromehansko polnjenje, ki odpre kontakte in pošlje signal na krmilni rele.
Sorte po vrsti stikala
Večina signalizacijskih naprav deluje z indikatorskimi kontaktnimi stikali, ki so dveh vrst - elektromehanska in polprevodniška. V prvem primeru se uporabljajo mehanski kontakti ali krmilni rele. Prednosti elektromehanike vključujejo zmožnost dela z velikimi napetostnimi in tokovnimi razponi, kar izboljša natančnost merjenja.
Hkrati na takšne kontakte ne vpliva izhlapevanje, zato lahko stikalo nivoja tekočine z elektromehaniko deluje vprostori z visokimi temperaturami. Po drugi strani pa polprevodniška stikala nimajo gibljivih mehanskih elementov, ki so podvrženi obrabi. To pomeni, da v procesu uporabe te naprave ni potrebno redno posodabljanje potrošnega materiala. Poleg tega se polprevodniške naprave hitreje preklopijo in se odzivajo na sistem za zajem signala.
Sklep
Pri izbiri primerne naprave za fiksiranje nivoja polnjenja posod z določenimi materiali je vredno upoštevati številne parametre. Vredno je začeti z značilnostmi okolja in delovnimi pogoji naprave. To vam bo dalo predstavo o optimalni zasnovi in merilni lestvici.
Na veliko izbiro vpliva načelo delovanja indikatorja nivoja, pa tudi način prenosa informacij na rele. Ti parametri bodo vsaj določali natančnost meritve. Ne prezrite dodatne funkcionalnosti. Bolj kompleksna in dražja kot je signalna naprava, več možnosti bo dala za beleženje značilnosti okolja. Tako lahko isti optični in ultrazvočni modeli poleg stopnje fizičnega polnjenja posode prenašajo informacije o gostoti, stopnji viskoznosti in drugih lastnostih materiala.
