سنسور سطح

برسی انواع سنسور سطح برای انتخاب درست تجهیزات اندازه‌گیری سطح در مخازن، سیلوها و فرآیندهای صنعتی اهمیت زیادی دارد. سنسور سطح یا Level Sensor تجهیزی است که برای تشخیص وجود ماده در یک ارتفاع مشخص یا اندازه‌گیری مقدار سطح مایعات و مواد جامد داخل مخزن استفاده می‌شود. بسته به نوع سنسور، اندازه‌گیری می‌تواند به‌صورت تماسی یا غیرتماسی، نقطه‌ای یا پیوسته انجام شود.

اگر بخواهیم توضیح دهیم سنسور سطح چیست و چه کاربردی دارد، می‌توان گفت این تجهیز مشخص می‌کند ماده موجود در مخزن تا چه ارتفاعی رسیده یا آیا ماده به یک نقطه مشخص رسیده است یا خیر. این اطلاعات می‌تواند برای روشن یا خاموش کردن پمپ، جلوگیری از سرریز مخزن، جلوگیری از خشک کار کردن پمپ، کنترل فرآیند پرکردن، مدیریت موجودی و ارسال مقدار سطح به PLC یا سیستم مانیتورینگ استفاده شود.

در خرید سنسور سطح باید ابتدا نوع ماده مشخص شود. سنسوری که برای آب استفاده می‌شود الزاماً برای روغن، اسید، پودر، گرانول، مواد چسبناک یا مایعات کف‌دار مناسب نیست. دما، فشار، ارتفاع مخزن، ثابت دی‌الکتریک ماده، وجود کف یا بخار، شکل مخزن، نوع خروجی و شرایط محیطی از دیگر معیارهای مهم انتخاب هستند.

سنسور سطح چیست؟

سنسور سطح تجهیزی برای Level Detection یا Level Measurement است. این دو کاربرد با یکدیگر تفاوت دارند.

در Level Detection تنها مشخص می‌شود که ماده به یک نقطه خاص رسیده است یا خیر. برای مثال یک سنسور در بالای مخزن می‌تواند نقش High Level Alarm را داشته باشد و هنگام رسیدن مایع به آن نقطه فرمان توقف پمپ را صادر کند.

در Level Measurement مقدار سطح به‌صورت پیوسته اندازه‌گیری می‌شود. برای مثال سیستم می‌تواند اعلام کند سطح مخزن 25، 50 یا 80 درصد است.

بنابراین در برسی انواع سنسور سطح یکی از اولین موارد، تشخیص تفاوت بین سنسور نقطه‌ای و سنسور اندازه‌گیری پیوسته است.

سنسور سطح چیست و چه کاربردی دارد

سنسور سطح چیست و چه کاربردی دارد را می‌توان با یک مثال ساده توضیح داد. تصور کنید یک مخزن آب توسط پمپ پر می‌شود. اگر هیچ اطلاعاتی از سطح آب وجود نداشته باشد، مخزن ممکن است سرریز کند.

یک سنسور سطح می‌تواند رسیدن آب به حد بالایی را تشخیص داده و فرمان خاموش شدن پمپ را ایجاد کند.

سنسور دیگری در قسمت پایین مخزن نیز می‌تواند کاهش سطح را تشخیص دهد و از خشک کار کردن پمپ جلوگیری کند.

در سیستم‌های پیشرفته‌تر، یک Level Transmitter مقدار سطح را به‌صورت پیوسته اندازه‌گیری کرده و اطلاعات آن را برای PLC، نمایشگر یا سیستم کنترل ارسال می‌کند.

انواع سنسور سطح

در برسی انواع سنسور سطح با فناوری‌های متنوعی روبه‌رو می‌شویم. مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از:

• سنسور سطح خازنی
• سنسور سطح التراسونیک
• سنسور سطح راداری
• سنسور سطح هیدرواستاتیک
• سنسور سطح شناوری
• سنسور سطح دیاپازونی
• سنسور سطح رسانایی
• سنسور سطح نوری
• سنسور سطح مغناطیسی
• سنسور سطح نقطه‌ای
• سنسور سطح پیوسته

هر کدام از این فناوری‌ها مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و نمی‌توان یک مدل را برای تمام مواد و مخازن بهترین گزینه دانست.

سنسور سطح نقطه‌ای

Point Level Sensor برای تشخیص رسیدن ماده به یک ارتفاع مشخص استفاده می‌شود.

خروجی این مدل‌ها معمولاً به شکل ON/OFF است. برای مثال هنگامی که مایع به Sensor برسد، خروجی تغییر وضعیت می‌دهد.

این نوع سنسورها معمولاً برای High Level، Low Level، Overflow Protection و Dry Run Protection استفاده می‌شوند.

در خرید سنسور سطح اگر تنها پر یا خالی بودن مخزن اهمیت دارد، ممکن است Point Level Sensor نسبت به سیستم اندازه‌گیری پیوسته ساده‌تر و اقتصادی‌تر باشد.

سنسور سطح پیوسته

Continuous Level Sensor مقدار سطح را در یک محدوده به‌صورت پیوسته اندازه‌گیری می‌کند.

برای مثال اگر ارتفاع مخزن 5 متر باشد، سنسور می‌تواند تغییر سطح ماده را در طول این ارتفاع اندازه‌گیری کند.

خروجی چنین تجهیزاتی ممکن است 4 تا 20 میلی‌آمپر، 0 تا 10 ولت یا یک رابط دیجیتال باشد.

این مدل برای کنترل موجودی، نمایش درصد مخزن و فرآیندهایی که دانستن مقدار دقیق‌تر Level اهمیت دارد مناسب است.

سنسور سطح خازنی

Capacitive Level Sensor یکی از پرکاربردترین تجهیزات در برسی انواع سنسور سطح است.

این سنسور بر اساس تغییر ظرفیت الکتریکی کار می‌کند. هنگامی که ماده وارد محدوده میدان الکتریکی سنسور می‌شود، ظرفیت سیستم تغییر کرده و Sensor حضور ماده را تشخیص می‌دهد.

مدل‌های خازنی می‌توانند برای بسیاری از مایعات و مواد جامد مانند پودر و گرانول استفاده شوند.

بعضی مدل‌ها امکان تشخیص ماده از پشت دیواره غیرفلزی مخزن را نیز دارند، مشروط بر اینکه جنس و ضخامت دیواره و ویژگی ماده برای این روش مناسب باشند.

کاربرد سنسور سطح خازنی

سنسور خازنی می‌تواند برای کنترل سطح آب، روغن، مواد پلاستیکی، پودر، دانه و بسیاری از مواد دیگر استفاده شود.

در صنایع غذایی، بسته‌بندی، تولید پلاستیک و سیستم‌های ذخیره‌سازی مواد از این فناوری استفاده می‌شود.

در خرید سنسور سطح خازنی باید ثابت دی‌الکتریک ماده، حساسیت Sensor، رسوبات روی دیواره و رطوبت محیط در نظر گرفته شوند.

سنسور سطح التراسونیک

Ultrasonic Level Sensor یک روش غیرتماسی برای اندازه‌گیری سطح است.

سنسور از بالای مخزن موج صوتی با فرکانس بالا ارسال می‌کند. موج به سطح ماده برخورد کرده و به سمت Sensor بازمی‌گردد.

سیستم با اندازه‌گیری زمان رفت‌وبرگشت موج، فاصله بین Sensor و سطح ماده را محاسبه کرده و از آن مقدار Level را تعیین می‌کند.

کاربرد سنسور سطح التراسونیک

سنسور سطح چیست و چه کاربردی دارد در مورد فناوری Ultrasonic پاسخ جالبی دارد؛ زیرا این Sensor بدون تماس مستقیم با ماده می‌تواند سطح را اندازه‌گیری کند.

این ویژگی برای مخازن آب، پساب، بعضی مواد شیمیایی و برخی سیلوهای مواد جامد مفید است.

با این حال کف زیاد، بخار، تلاطم سطح، زاویه نامناسب سطح مواد جامد یا تغییر شرایط انتشار صوت می‌تواند روی عملکرد بعضی مدل‌ها تأثیر بگذارد.

سنسور سطح راداری

Radar Level Sensor یکی از فناوری‌های پیشرفته برای اندازه‌گیری غیرتماسی سطح است.

این تجهیزات از امواج الکترومغناطیسی برای تشخیص فاصله تا سطح ماده استفاده می‌کنند.

رادار در بسیاری از کاربردهای صنعتی می‌تواند تحت شرایطی که اندازه‌گیری التراسونیک دشوار است عملکرد مناسبی ارائه دهد.

در خرید سنسور سطح راداری باید فرکانس، Range، نوع آنتن، ثابت دی‌الکتریک ماده، شرایط مخزن و فرآیند بررسی شوند.

رادار غیرتماسی

Non-contact Radar روی قسمت بالایی مخزن نصب شده و بدون تماس مستقیم با ماده فاصله سطح را اندازه‌گیری می‌کند.

این ساختار برای مخازن بزرگ، مواد خورنده و فرآیندهایی که کاهش تماس Sensor با ماده اهمیت دارد بسیار کاربردی است.

رادار هدایت‌شونده

Guided Wave Radar یا GWR از یک Probe یا کابل داخل مخزن استفاده می‌کند.

موج راداری در طول Probe هدایت شده و بازتاب ایجادشده در سطح ماده برای تعیین Level تحلیل می‌شود.

این فناوری با Radar غیرتماسی یکسان نیست و انتخاب میان آنها باید بر اساس فرآیند انجام شود.

سنسور سطح هیدرواستاتیک

Hydrostatic Level Sensor فشار ایجادشده توسط ستون مایع را اندازه‌گیری می‌کند.

هرچه ارتفاع مایع بالاتر رود، فشار واردشده در نقطه اندازه‌گیری افزایش پیدا می‌کند.

اگر چگالی مایع مشخص و نسبتاً ثابت باشد، می‌توان از Pressure برای تعیین Level استفاده کرد.

این فناوری یکی از روش‌های شناخته‌شده اندازه‌گیری پیوسته سطح مایعات است.

سنسور سطح غوطه‌ور

Submersible Level Sensor نوعی سنسور فشار هیدرواستاتیک است که داخل مایع قرار می‌گیرد.

این مدل‌ها برای چاه، مخزن آب، استخر، منابع ذخیره و بعضی کاربردهای فاضلاب استفاده می‌شوند.

در خرید سنسور سطح غوطه‌ور، Range فشار، طول کابل، سازگاری جنس Sensor با مایع و نوع تهویه مرجع اهمیت دارند.

تأثیر چگالی در اندازه‌گیری هیدرواستاتیک

در Hydrostatic Measurement مقدار فشار فقط به ارتفاع مایع وابسته نیست و Density نیز نقش دارد.

اگر چگالی ماده در طول فرآیند به شکل قابل توجهی تغییر کند، محاسبه Level بر اساس فشار می‌تواند تحت تأثیر قرار گیرد.

این نکته در انتخاب Sensor برای مایعاتی که ترکیب یا دمای آنها دائماً تغییر می‌کند مهم است.

سنسور سطح شناوری

Float Level Sensor از نیروی شناوری برای تشخیص سطح مایع استفاده می‌کند.

با بالا و پایین رفتن مایع، Float نیز حرکت می‌کند.

حرکت شناور می‌تواند یک Reed Switch، Magnet یا مکانیزم الکتریکی را فعال کند.

این سیستم از روش‌های ساده و قدیمی کنترل Level است و همچنان در بسیاری از مخازن استفاده می‌شود.

فلوتر سوئیچ

Float Switch معمولاً برای تشخیص یک یا چند نقطه مشخص Level استفاده می‌شود.

این مدل می‌تواند برای روشن و خاموش کردن پمپ، کنترل حد بالا یا پایین و جلوگیری از Overflow استفاده شود.

در خرید سنسور سطح شناوری باید جنس Float، طول Stem یا کابل، نوع مایع، چگالی و شرایط مکانیکی مخزن بررسی شوند.

سنسور سطح دیاپازونی

Vibrating Fork Level Switch یا سنسور دیاپازونی دارای یک Fork است که با فرکانس مشخصی می‌لرزد.

هنگامی که ماده Fork را می‌پوشاند، مشخصات ارتعاش تغییر می‌کند و الکترونیک Sensor این تغییر را تشخیص می‌دهد.

این فناوری برای Point Level Detection در بسیاری از مایعات و در مدل‌های مخصوص برای مواد جامد استفاده می‌شود.

کاربرد سنسور دیاپازونی

Vibrating Fork می‌تواند برای High Level یا Low Level Detection مورد استفاده قرار گیرد.

از مزایای این روش، عدم وابستگی مستقیم عملکرد به یک Float مکانیکی است.

در برسی انواع سنسور سطح این فناوری به‌خصوص در صنایع فرآیندی، مواد شیمیایی، غذایی و مخازن مایعات اهمیت دارد.

سنسور سطح رسانایی

Conductive Level Sensor برای مایعات رسانای الکتریکی استفاده می‌شود.

Electrode یا Probe داخل مخزن قرار می‌گیرد و هنگامی که مایع رسانا میان Electrodeهای مربوطه قرار گیرد، مدار الکتریکی تشخیص داده می‌شود.

این روش برای آب و بسیاری از محلول‌های رسانا قابل استفاده است.

محدودیت سنسور رسانایی

Conductive Level Sensor برای مواد غیررسانا مانند بسیاری از روغن‌ها مناسب نیست.

همچنین رسوب روی Probe و ویژگی الکتریکی مایع می‌تواند روی عملکرد تأثیر بگذارد.

بنابراین در خرید سنسور سطح Conductive باید Conductivity مایع بررسی شود.

سنسور سطح نوری

Optical Level Sensor از تغییر رفتار نور در نوک Sensor برای تشخیص تماس با مایع استفاده می‌کند.

این نوع معمولاً برای Point Level Detection طراحی می‌شود.

اندازه کوچک و امکان استفاده در مخازن کوچک از مزایای برخی Optical Level Sensorها است.

سنسور سطح مغناطیسی

Magnetic Level Sensor می‌تواند از Magnet و Reed Switch برای تشخیص موقعیت Float استفاده کند.

در برخی Level Gaugeهای مغناطیسی نیز حرکت Float داخل Chamber به نمایش یا سنجش سطح منتقل می‌شود.

این فناوری برای کاربردهایی که جداسازی بخش الکتریکی از سیال اهمیت دارد قابل استفاده است.

تفاوت سنسور سطح و لول سوئیچ

Level Switch معمولاً برای تشخیص یک نقطه مشخص از Level استفاده می‌شود.

اما اصطلاح Level Sensor گسترده‌تر است و هم تجهیزات Point Level و هم Continuous Level Measurement را شامل می‌شود.

برای مثال Float Switch یک Level Switch است، اما Radar Transmitter می‌تواند مقدار Level را به‌صورت پیوسته اندازه‌گیری کند.

تفاوت سنسور سطح و ترانسمیتر سطح

Level Transmitter معمولاً مقدار اندازه‌گیری‌شده سطح را به یک سیگنال استاندارد قابل انتقال تبدیل می‌کند.

برای مثال Level Transmitter می‌تواند مقدار Level را با خروجی 4 تا 20 میلی‌آمپر به PLC ارسال کند.

در بازار ممکن است اصطلاح Sensor و Transmitter به‌صورت نزدیک به هم استفاده شوند، اما هنگام خرید سنسور سطح نوع خروجی واقعی تجهیز باید بررسی شود.

کاربرد سنسور سطح در مخزن آب

یکی از رایج‌ترین پاسخ‌ها به سؤال سنسور سطح چیست و چه کاربردی دارد، کنترل مخزن آب است.

سنسور می‌تواند برای جلوگیری از سرریز، روشن کردن پمپ در Low Level، خاموش کردن پمپ در High Level و نمایش مقدار آب باقی‌مانده استفاده شود.

بسته به نیاز، Float Switch، Conductive Sensor، Hydrostatic Sensor، Ultrasonic یا Radar قابل بررسی هستند.

کاربرد در مخازن روغن

برای روغن باید Sensor متناسب با ویژگی‌های ماده انتخاب شود.

از آنجا که بسیاری از روغن‌ها رسانایی پایینی دارند، Conductive Sensor معمولاً گزینه اصلی نیست.

Float، Capacitive، Hydrostatic یا Radar بسته به نوع مخزن و فرآیند می‌توانند مورد بررسی قرار گیرند.

کاربرد در مخازن مواد شیمیایی

در مواد خورنده، Chemical Compatibility اهمیت بسیار زیادی دارد.

در خرید سنسور سطح برای اسید یا مواد شیمیایی باید جنس Probe، Seal، Housing و Process Connection با ماده سازگار باشد.

اندازه‌گیری غیرتماسی Radar یا Ultrasonic در بعضی پروژه‌ها می‌تواند تماس مستقیم Sensor با ماده را کاهش دهد، اما انتخاب دقیق همچنان به نوع ماده و شرایط فرآیند بستگی دارد.

کاربرد در سیلوهای پودر

اندازه‌گیری سطح مواد پودری با مایعات تفاوت دارد.

سطح پودر ممکن است صاف نباشد و هنگام پر شدن Dust زیادی ایجاد شود.

Radar، Ultrasonic و برخی Point Level Sensorهای خازنی یا Vibrating برای این کاربرد قابل بررسی هستند.

کاربرد در مواد گرانولی

گرانول پلاستیک، غلات و مواد دانه‌ای در سیلوهای صنعتی ذخیره می‌شوند.

برسی انواع سنسور سطح برای این مواد باید بر اساس اندازه ذرات، گردوغبار، زاویه سطح، ارتفاع سیلو و نحوه پر شدن انجام شود.

کاربرد در صنایع غذایی

سنسور سطح چیست و چه کاربردی دارد در صنایع غذایی پاسخ گسترده‌ای دارد.

Level Sensor می‌تواند برای مخازن شیر، نوشیدنی، آب، مواد اولیه، پودر و مواد فرآیندی استفاده شود.

در این صنعت علاوه بر عملکرد Sensor، Hygienic Design، جنس قسمت در تماس با ماده و قابلیت شست‌وشو اهمیت زیادی دارند.

کاربرد در صنایع دارویی

در صنایع دارویی، فرآیند باید با تجهیزات متناسب با استانداردهای بهداشتی و Cleanability انجام شود.

سنسور سطح می‌تواند برای مخازن فرآیندی، آب خالص و مواد اولیه استفاده شود.

در خرید سنسور سطح برای این صنعت باید Process Connection، متریال و نیازهای بهداشتی پروژه دقیق بررسی شوند.

کاربرد در صنایع نفت و گاز

مخازن و فرآیندهای نفت، سوخت و مواد پتروشیمیایی ممکن است دارای فشار، دما یا محیط‌های دارای الزامات ایمنی ویژه باشند.

در چنین شرایطی Level Sensor باید دارای تأییدیه و طراحی مناسب محیط نصب باشد.

Radar و Hydrostatic از فناوری‌هایی هستند که بسته به پروژه در این حوزه استفاده می‌شوند.

کنترل سرریز مخزن

Overflow Protection یکی از مهم‌ترین کاربردهای Level Switch است.

یک Sensor در قسمت بالای مخزن نصب می‌شود و هنگامی که ماده به این نقطه برسد، فرمان هشدار یا توقف پرکردن صادر می‌شود.

در برخی فرآیندهای حساس، سیستم حفاظت از سرریز باید مستقل از Level Measurement اصلی طراحی شود.

جلوگیری از خشک کار کردن پمپ

Dry Run یکی از مشکلات مهم پمپ‌ها است.

اگر سطح مایع بیش از حد کاهش پیدا کند، پمپ ممکن است بدون سیال کافی کار کند.

یک Low Level Sensor می‌تواند کاهش سطح را تشخیص داده و برای خاموش کردن پمپ فرمان ایجاد کند.

این کاربرد یکی از دلایل اصلی خرید سنسور سطح برای مخازن صنعتی است.

کنترل پمپ بین دو سطح

می‌توان از دو Level Switch برای کنترل ساده پمپ استفاده کرد.

یک Sensor در Level پایین و دیگری در Level بالا قرار می‌گیرد.

سیستم بر اساس وضعیت این دو نقطه پمپ را روشن یا خاموش می‌کند.

این روش برای مخازن آب و بسیاری از سیستم‌های ذخیره‌سازی ساده کاربردی است.

خروجی رله‌ای

برخی Level Switchها دارای Relay Output هستند.

این خروجی می‌تواند برای ارسال سیگنال به PLC یا در شرایط مناسب برای کنترل مدار فرمان استفاده شود.

ظرفیت جریان و ولتاژ Relay باید متناسب با مدار انتخاب شود.

خروجی PNP و NPN

در Level Sensorهای الکترونیکی، خروجی PNP یا NPN نیز رایج است.

این خروجی‌ها برای اتصال به Digital Input PLC استفاده می‌شوند.

در خرید سنسور سطح نوع خروجی باید با سیستم کنترل مجموعه سازگار باشد.

خروجی 4 تا 20 میلی‌آمپر

برای Continuous Level Measurement یکی از خروجی‌های رایج 4 تا 20 میلی‌آمپر است.

برای مثال 4 میلی‌آمپر می‌تواند به Lower Range و 20 میلی‌آمپر به Upper Range تنظیم‌شده مربوط باشد.

PLC مقدار جریان را دریافت کرده و آن را به ارتفاع، درصد یا حجم تبدیل می‌کند.

خروجی 0 تا 10 ولت

برخی تجهیزات اندازه‌گیری سطح دارای خروجی 0 تا 10 ولت هستند.

این خروجی نیز برای انتقال Continuous Measurement قابل استفاده است، اما ورودی آنالوگ PLC باید از سیگنال ولتاژی پشتیبانی کند.

سنسور سطح با IO-Link

در سنسورهای مدرن، IO-Link می‌تواند امکان انتقال دیجیتال مقدار Level، تنظیم پارامترها و دریافت اطلاعات تشخیصی را فراهم کند.

قابلیت‌های دقیق به مدل Sensor وابسته هستند.

در خرید سنسور سطح برای سیستم‌های هوشمند، وجود IO-Link می‌تواند یکی از معیارهای انتخاب باشد.

محدوده اندازه‌گیری

Measurement Range یکی از مهم‌ترین معیارها در برسی انواع سنسور سطح است.

مخزن کوچک ممکن است تنها چند ده سانتی‌متر ارتفاع داشته باشد، در حالی که سیلو یا Tank صنعتی می‌تواند چندین متر ارتفاع داشته باشد.

Range سنسور باید متناسب با ارتفاع واقعی و Dead Zone احتمالی انتخاب شود.

Dead Zone چیست؟

در بعضی فناوری‌ها مانند Ultrasonic یک محدوده نزدیک Sensor وجود دارد که اندازه‌گیری در آن امکان‌پذیر نیست یا محدود است.

این محدوده با عنوان Dead Zone یا Blocking Distance شناخته می‌شود.

هنگام نصب باید حداکثر سطح ماده وارد این ناحیه نشود.

تأثیر کف روی اندازه‌گیری سطح

Foam می‌تواند برای بعضی روش‌های Level Measurement مشکل ایجاد کند.

کف ممکن است بازتاب Ultrasonic را ضعیف یا نامنظم کند.

عملکرد Radar نیز بسته به نوع کف، فرکانس و ویژگی فرآیند متفاوت است.

بنابراین در خرید سنسور سطح برای مایعات کف‌دار باید این شرایط از ابتدا مطرح شود.

تأثیر بخار و دما

بخار، تغییر دما و گازهای موجود در فضای بالای مخزن می‌توانند روی بعضی فناوری‌های اندازه‌گیری اثر بگذارند.

Ultrasonic به شرایط انتشار صوت وابستگی بیشتری دارد.

Radar از موج الکترومغناطیسی استفاده می‌کند و رفتار متفاوتی دارد.

به همین دلیل شرایط واقعی مخزن باید در انتخاب Technology در نظر گرفته شود.

تأثیر رسوب روی سنسور

مواد چسبناک یا رسوب‌زا می‌توانند روی Probe سنسورهای تماسی جمع شوند.

این مسئله ممکن است روی Capacitive، Conductive یا بعضی Point Level Sensorها اثر بگذارد.

در این شرایط باید Sensor دارای طراحی مناسب رسوب یا یک فناوری غیرتماسی بررسی شود.

فشار مخزن

اگر مخزن تحت فشار باشد، Process Connection و Sensor باید برای Maximum Pressure سیستم مناسب باشند.

استفاده از Level Sensor با Pressure Rating نامناسب می‌تواند باعث خرابی یا مشکلات ایمنی شود.

در خرید سنسور سطح برای مخازن بسته، فشار عادی و حداکثر فشار فرآیند باید مشخص شوند.

دمای فرآیند

دمای ماده نیز روی انتخاب Sensor اثر دارد.

Probe، Seal و بخش الکترونیکی هر محصول محدوده دمای مشخصی دارند.

برای مخازن بسیار داغ ممکن است نیاز به Extension، Cooling یا Sensor تخصصی باشد.

جنس سنسور

Stainless Steel یکی از متریال‌های رایج تجهیزات فرآیندی است، اما برای همه مواد مناسب نیست.

مواد شیمیایی خورنده ممکن است به PTFE، PVDF یا آلیاژهای مخصوص نیاز داشته باشند.

Chemical Compatibility باید برای Sensor، Seal و Process Connection به‌صورت کامل بررسی شود.

نوع اتصال فرآیندی

Level Sensorها با Process Connectionهای مختلف تولید می‌شوند.

اتصال رزوه‌ای، Flange و Hygienic Connection از مدل‌های رایج هستند.

در خرید سنسور سطح باید اندازه و استاندارد اتصال با Tank مطابقت داشته باشد.

محل نصب سنسور سطح

محل نصب تأثیر بسیار زیادی روی نتیجه اندازه‌گیری دارد.

در Ultrasonic و Radar بهتر است Sensor مستقیماً بالای ورودی شدید ماده، Agitator یا تجهیزات داخلی مخزن قرار نگیرد؛ زیرا این اجزا ممکن است Echo ایجاد کنند.

در Hydrostatic Sensor باید نقطه اندازه‌گیری با ارتفاع مورد نظر هماهنگ باشد.

در Float Switch نیز فضای کافی برای حرکت آزاد Float لازم است.

کالیبراسیون و تنظیم سنسور سطح

برخی Level Sensorها پس از نصب به Parameterization نیاز دارند.

Minimum و Maximum Level، Output Scaling، Switching Point و Delay از پارامترهایی هستند که ممکن است قابل تنظیم باشند.

در مدل‌های مدرن این کار می‌تواند از طریق Display، Push Button، نرم‌افزار یا IO-Link انجام شود.

تفاوت سنسور سطح مایع و جامد

تمام Level Sensorهای مناسب مایع برای Solid مناسب نیستند.

مواد جامد مانند پودر و Granule سطح نامنظم، Dust و زاویه ریزش دارند.

مایعات معمولاً سطح هموارتر ایجاد می‌کنند، اما Foam، بخار یا تغییر Density می‌توانند چالش ایجاد کنند.

به همین دلیل برسی انواع سنسور سطح باید با مشخص کردن Liquid یا Solid بودن ماده آغاز شود.

نکات مهم هنگام خرید سنسور سطح

در خرید سنسور سطح ابتدا مشخص کنید ماده مایع است یا جامد.

نوع ماده را دقیقاً مشخص کنید؛ آب، روغن، اسید، پودر و گرانول رفتار یکسانی ندارند.

مشخص کنید Point Level Detection نیاز دارید یا Continuous Level Measurement.

ارتفاع مخزن و Range مورد نیاز را تعیین کنید.

در Ultrasonic و Radar باید Dead Zone و محل نصب بررسی شوند.

در Capacitive Sensor ثابت دی‌الکتریک ماده اهمیت دارد.

در Conductive Sensor رسانایی مایع باید کافی باشد.

در Hydrostatic Sensor چگالی مایع و Pressure Range مهم هستند.

در Float Sensor چگالی ماده و آزادی حرکت Float باید بررسی شوند.

دمای فرآیند و فشار مخزن مشخص شوند.

جنس قسمت در تماس با ماده باید از نظر Chemical Compatibility مناسب باشد.

نوع خروجی PNP، NPN، Relay، 4 تا 20 میلی‌آمپر یا Interface دیجیتال با PLC هماهنگ شود.

اگر Sensor در فضای بیرونی یا محیط مرطوب نصب می‌شود IP Rating مناسب انتخاب شود.

اگر محیط دارای الزامات خاص صنعتی است، تأییدیه‌های مورد نیاز باید برای مدل دقیق بررسی شوند.

برندهای معروف سنسور سطح

Endress+Hauser یکی از برندهای شناخته‌شده در Level Measurement است و تجهیزات Radar، Guided Wave Radar، Ultrasonic، Hydrostatic، Capacitive و Point Level تولید می‌کند.

VEGA نیز در زمینه Radar Level Sensor، Guided Radar، Pressure-based Level Measurement و Level Switch محصولات متنوعی دارد.

ifm انواع Level Sensor خازنی، Hydrostatic، Radar و Point Level را برای اتوماسیون صنعتی ارائه می‌کند.

SICK نیز سنسورها و سیستم‌های اندازه‌گیری Level برای مایعات و مواد جامد تولید می‌کند.

Pepperl+Fuchs در حوزه Ultrasonic Sensor و تجهیزات مرتبط با Level Detection محصولات مختلفی ارائه می‌دهد.

Siemens نیز تجهیزات Level Measurement شامل فناوری‌های Radar، Ultrasonic و Hydrostatic را برای صنایع فرآیندی عرضه می‌کند.

در خرید سنسور سطح بهتر است برند پس از مشخص شدن فناوری، Range، نوع ماده، شرایط محیطی و Output انتخاب شود.

جمع‌بندی

در برسی انواع سنسور سطح مشخص می‌شود که هیچ فناوری واحدی برای تمام مخازن و مواد مناسب نیست. سنسورهای خازنی، التراسونیک، راداری، هیدرواستاتیک، شناوری، دیاپازونی، رسانایی و نوری هرکدام برای شرایط خاصی طراحی شده‌اند.

اگر بخواهیم پاسخ دهیم سنسور سطح چیست و چه کاربردی دارد، باید گفت سنسور سطح تجهیزی برای تشخیص یا اندازه‌گیری مقدار ماده در مخزن و سیلو است و برای کنترل پمپ، جلوگیری از سرریز، جلوگیری از Dry Run، مدیریت موجودی و کنترل فرآیند استفاده می‌شود.

در خرید سنسور سطح باید نوع ماده، Point یا Continuous بودن اندازه‌گیری، ارتفاع مخزن، فشار، دما، کف، بخار، رسوب، نوع خروجی، اتصال فرآیندی و شرایط محیطی بررسی شوند. انتخاب درست فناوری باعث می‌شود اندازه‌گیری Level با پایداری و اطمینان بیشتری انجام شود.