- تهران خیابان لاله زار جنوبی پاساژ رزاق منش طبقه اول پلاک 2/3
فروش و مشاوره
فروش و مشاوره
سنسور رسانایی چیست؟ سنسور سطح رسانایی با استفاده از Electrode و هدایت الکتریکی مایع، رسیدن سطح به نقطه مشخص را تشخیص می‌دهد. در برسی سنسور سطح رسانایی باید Conductivity، جنس Probe، رسوب و شرایط مخزن بررسی شوند. در فروش سنسور سطح رسانایی نیز نوع خروجی، تعداد Electrode و سازگاری با PLC اهمیت دارند.
سنسور رسانایی چیست و چگونه می‌توان از آن برای تشخیص سطح مایعات استفاده کرد؟ سنسور سطح رسانایی یا Conductive Level Sensor یکی از تجهیزات ساده و کاربردی برای تشخیص نقطه‌ای سطح مایعاتی است که توانایی هدایت جریان الکتریکی دارند. این سنسور معمولاً با استفاده از دو یا چند Electrode یا Probe، وجود مایع در یک ارتفاع مشخص از مخزن را تشخیص می‌دهد.
آب، بسیاری از محلول‌های آبی، فاضلاب و برخی مواد شیمیایی دارای Conductivity کافی برای عملکرد این نوع Level Sensor هستند. زمانی که مایع بین Electrodeهای Sensor قرار می‌گیرد، یک مسیر الکتریکی ایجاد می‌شود و مدار کنترل این تغییر را به‌عنوان رسیدن سطح مایع به نقطه مشخص تشخیص می‌دهد.
در فروش سنسور سطح رسانایی باید نوع مایع، میزان Conductivity، تعداد Probe، طول الکترودها، جنس Probe، Temperature، Pressure، نوع Controller، نوع Output و شرایط نصب بررسی شوند.
همچنین در برسی سنسور سطح رسانایی باید توجه داشت که این Sensor برای تمام مایعات مناسب نیست. مایعاتی مانند بسیاری از روغن‌ها، سوخت‌ها یا مواد بسیار کم‌رسانا ممکن است برای Conductive Level Detection مناسب نباشند و در چنین شرایطی فناوری دیگری مانند Capacitive، Vibrating Fork، Radar یا Ultrasonic باید بررسی شود.
برای پاسخ دقیق به سؤال سنسور رسانایی چیست باید بین «سنسور سطح رسانایی» و «سنسور اندازه‌گیری Conductivity» تفاوت قائل شد.
سنسور سطح رسانایی معمولاً وظیفه دارد مشخص کند آیا مایع رسانا به ارتفاع مشخصی در مخزن رسیده است یا خیر.
این تجهیز بیشتر یک Point Level Sensor است.
در مقابل Conductivity Sensor مخصوص اندازه‌گیری کیفیت یا میزان رسانایی الکتریکی مایع می‌تواند مقدار Conductivity را با واحدهایی مانند µS/cm یا mS/cm ارائه دهد.
در این متن تمرکز بر سنسور سطح رسانایی است.
عملکرد Conductive Level Sensor بر قابلیت عبور جریان الکتریکی از مایع استوار است.
معمولاً حداقل دو Electrode وجود دارد.
یک Electrode می‌تواند نقش Reference یا Common را داشته باشد و Electrode دیگر در ارتفاع مورد نظر قرار گیرد.
وقتی مایع بین این دو Probe ارتباط الکتریکی ایجاد کند، مدار Controller این وضعیت را تشخیص می‌دهد.
سپس Output دستگاه می‌تواند تغییر کند.
Electrical Conductivity نشان می‌دهد یک ماده تا چه اندازه توانایی عبور جریان الکتریکی دارد.
در مایعات، وجود Ionهای آزاد باعث ایجاد Conductivity می‌شود.
به همین دلیل آب حاوی املاح، محلول نمک، بسیاری از اسیدها و محلول‌های شیمیایی می‌توانند رسانایی مناسبی داشته باشند.
در مقابل بسیاری از Oilها Conductivity بسیار کمی دارند.
مایع برای ایجاد مسیر میان Electrodeها باید بتواند Charge الکتریکی را منتقل کند.
این انتقال در محلول‌های آبی معمولاً از طریق Ionهای مثبت و منفی انجام می‌شود.
هرچه Conductivity مایع کمتر باشد، تشخیص آن ممکن است برای Sensor دشوارتر شود.
وقتی Tank خالی است، میان Probeها Air قرار دارد.
Air در شرایط عادی رسانایی بسیار پایینی دارد و Circuit باز باقی می‌ماند.
وقتی Liquid به Probe برسد، مسیر Electrical میان Electrodeها ایجاد می‌شود.
Controller این تغییر را تشخیص داده و وضعیت Level را اعلام می‌کند.
سنسور سطح رسانایی معمولاً برای Point Level Detection استفاده می‌شود.
یعنی Sensor اعلام می‌کند:
این Sensor در حالت معمول مقدار دقیق Level را به‌صورت ۴۵ درصد یا ۱.۷ متر ارائه نمی‌کند.
Point Level:
Continuous Level:
برای Continuous Measurement معمولاً Radar، Ultrasonic، Hydrostatic یا فناوری‌های مشابه بررسی می‌شوند.
یک سیستم Conductive Level معمولاً از بخش‌های زیر تشکیل می‌شود:
در بعضی مدل‌ها Electronics داخل خود Sensor قرار گرفته و در برخی سیستم‌ها Controller جداگانه استفاده می‌شود.
Electrode یا Probe بخشی است که با Liquid تماس پیدا می‌کند.
زمانی که مایع به Electrode برسد، Electrical Circuit از طریق مایع تکمیل می‌شود.
جنس Electrode باید با ماده Process سازگار باشد.
در بسیاری از سیستم‌ها یک Probe به‌عنوان Common یا Reference استفاده می‌شود.
Probeهای دیگر می‌توانند ارتفاع‌های مختلف Tank را Monitoring کنند.
در Tank فلزی ممکن است در برخی طراحی‌ها خود Tank به‌عنوان Reference استفاده شود، اما این موضوع کاملاً به طراحی Controller و Installation بستگی دارد.
ساده‌ترین سیستم می‌تواند دارای دو Electrode باشد:
با رسیدن مایع به Level Probe، مسیر Electrical ایجاد شده و Output تغییر می‌کند.
با سه Probe می‌توان دو سطح مختلف را تشخیص داد.
برای مثال:
این ساختار برای Pump Control بسیار کاربردی است.
در بعضی Tankها چند Probe با طول متفاوت استفاده می‌شوند.
به این ترتیب می‌توان چند Level Point را مشخص کرد.
برای مثال:
مهم‌ترین کاربردها شامل:
است.
Water Tank یکی از رایج‌ترین کاربردهای این Sensor است.
آب معمولی به دلیل وجود مواد معدنی و Ionها معمولاً Conductivity کافی برای بسیاری از سیستم‌های Conductive Level دارد.
Sensor می‌تواند برای:
استفاده شود.
در Water Storage Tank می‌توان از چند Electrode برای کنترل Pump استفاده کرد.
برای مثال:
Level پایین → Pump روشن شود
Level بالا → Pump خاموش شود
با این روش Level مخزن در محدوده مشخصی نگه داشته می‌شود.
Wastewater معمولاً دارای Conductivity قابل توجهی است.
به همین دلیل Conductive Level Sensor می‌تواند در بعضی Wastewater Applicationها استفاده شود.
اما آلودگی، رسوب و Build-up روی Probe باید بررسی شوند.
در Water Treatment و Wastewater Treatment می‌توان Sensor رسانایی سطح را برای:
استفاده کرد.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای فروش سنسور سطح رسانایی، High Level Protection است.
Probe در نزدیکی بالای Tank قرار می‌گیرد.
وقتی Liquid به Probe برسد، Controller می‌تواند:
Low Level Probe در قسمت پایین Tank قرار می‌گیرد.
اگر Liquid از این سطح پایین‌تر برود، مسیر Electrical قطع شده و Controller Low Level Condition را تشخیص می‌دهد.
Dry Run می‌تواند به Pump آسیب برساند.
اگر Liquid کافی وجود نداشته باشد، Level Sensor می‌تواند وضعیت Low Level را تشخیص داده و Pump را متوقف کند.
یک کاربرد رایج استفاده از دو Level Probe است.
Low Probe و High Probe محدوده کنترل را مشخص می‌کنند.
در Filling Application:
Low Level → Pump روشن
High Level → Pump خاموش
به این ترتیب Pump دائم روشن و خاموش نمی‌شود و Tank در Range مشخص نگه داشته می‌شود.
در بعضی سیستم‌های Boiler، کنترل سطح Water اهمیت بسیار زیادی دارد.
Conductive Probeهای مخصوص Boiler برای تشخیص Level آب طراحی می‌شوند.
در این کاربرد Temperature، Pressure، Electrical Safety و استانداردهای Boiler اهمیت بالایی دارند و نباید از Sensor عمومی به‌جای Probe مخصوص Boiler استفاده شود.
در Food Industry، Sensor رسانایی می‌تواند برای بعضی Liquidهای رسانا مورد استفاده قرار گیرد.
اگر Probe با محصول تماس داشته باشد باید:
بررسی شوند.
برای Chemical Liquidهایی که Electrical Conductivity مناسبی دارند می‌توان Conductive Level Detection را بررسی کرد.
جنس Probe باید با ماده سازگار باشد.
برای Acid، Alkali و Chemical Solution ممکن است Stainless Steel یا Material دیگری بر اساس Corrosion Resistance لازم باشد.
بعضی Acid Solutionها Conductivity بالایی دارند.
اما این موضوع به‌تنهایی برای انتخاب Sensor کافی نیست.
Chemical Compatibility Electrode و Insulator باید بررسی شود.
Salt Solution معمولاً Conductivity بالایی دارد و می‌تواند به‌راحتی مسیر Electrical بین Probeها ایجاد کند.
با این حال Corrosion الکترود در محیط نمکی اهمیت زیادی دارد.
Deionized Water یا آب با خلوص بسیار بالا Conductivity بسیار پایینی دارد.
در برسی سنسور سطح رسانایی باید دقت شود که بعضی Conductive Level Sensorهای معمولی ممکن است برای آب فوق خالص مناسب نباشند.
در این شرایط باید Minimum Conductivity قابل تشخیص دستگاه بررسی شود.
در بسیاری از موارد خیر.
Oil معمولاً Electrical Conductivity بسیار پایینی دارد.
در نتیجه مسیر لازم میان Electrodeها تشکیل نمی‌شود.
برای Oil Level ممکن است فناوری‌هایی مانند:
مناسب‌تر باشند.
بسیاری از Fuelها نیز Conductivity بسیار پایینی دارند.
علاوه بر آن Hazardous Area و خطر اشتعال نیز اهمیت دارد.
بنابراین استفاده از Conductive Level Sensor برای Fuel فقط در صورت تأیید کامل Specification و Process ممکن است.
یکی از مهم‌ترین پارامترها در فروش سنسور سطح رسانایی Minimum Conductivity است.
Controller باید بتواند Resistance ایجادشده از طریق Liquid را تشخیص دهد.
عدد Minimum Conductivity برای مدل‌های مختلف متفاوت است.
به همین دلیل باید از Datasheet دستگاه بررسی شود.
Conductivity و Resistance با یکدیگر ارتباط معکوس دارند.
مایع با Conductivity بیشتر مسیر Electrical بهتری ایجاد می‌کند.
مایع بسیار کم‌رسانا Resistance بیشتری داشته و تشخیص آن دشوارتر است.
در بسیاری از Conductive Level Controllerها برای Probe از سیگنال AC استفاده می‌شود.
یکی از دلایل این کار کاهش مشکلاتی مانند Polarization و Electrolysis در مقایسه با اعمال DC ثابت است.
نوع Frequency و Voltage به طراحی Controller بستگی دارد.
اگر جریان DC به مدت طولانی از بعضی مایعات عبور کند، Electrochemical Reaction می‌تواند در Electrodeها رخ دهد.
این موضوع ممکن است باعث Corrosion یا تغییرات شیمیایی شود.
استفاده از Measurement Circuit مناسب می‌تواند این اثر را کاهش دهد.
جنس Probe یکی از مهم‌ترین عوامل در برسی سنسور سطح رسانایی است.
متریال رایج می‌تواند شامل Stainless Steel باشد.
برای Chemical Process ممکن است نیاز به Alloy یا پوشش مخصوص وجود داشته باشد.
Stainless Steel برای بسیاری از Water و Industrial Liquid Applicationها استفاده می‌شود.
اما انتخاب Grade باید با Corrosion Condition هماهنگ باشد.
هر Stainless Steel برای هر Chemical مناسب نیست.
در بعضی Probeها بخش‌هایی از Electrode توسط Insulation پوشانده می‌شوند و فقط Tip یا قسمت مشخصی در تماس Electrical با Liquid قرار دارد.
این ساختار می‌تواند Point Detection را دقیق‌تر کند.
Insulator وظیفه جداسازی Electrical Probe از Process Connection و Probeهای دیگر را بر عهده دارد.
Material عایق باید:
Probe Length بر نقطه Detection اثر مستقیم دارد.
در Top-mounted System می‌توان Electrodeها را با طول‌های متفاوت ساخت.
هر Probe یک ارتفاع مشخص را نشان می‌دهد.
برخی Electrodeهای Rod یا Cable را می‌توان در مرحله نصب به Length مورد نظر تنظیم کرد.
این قابلیت باید از Specification سازنده تأیید شود.
Top Mounting یکی از روش‌های رایج است.
چند Probe از بالا وارد Tank می‌شوند و طول هرکدام Level Point متفاوتی ایجاد می‌کند.
بعضی Conductive Level Switchها می‌توانند روی Side Wall نصب شوند.
در این حالت Electrode در ارتفاع مورد نظر قرار می‌گیرد.
در Tank فلزی، در بعضی طراحی‌ها Tank می‌تواند Electrode مرجع باشد.
ولی باید Electrical Connection مطمئن و Grounding مناسب وجود داشته باشد.
در صورت داشتن Lining یا Coating عایق، این روش ممکن است قابل استفاده نباشد.
در Plastic Tank نمی‌توان دیواره مخزن را به‌عنوان Electrode Reference استفاده کرد.
معمولاً به Probe Common مجزا نیاز است.
Foam می‌تواند بسته به Conductivity خود باعث Detection شود یا نشود.
اگر Foam رسانا باشد، ممکن است Sensor آن را به‌عنوان سطح تشخیص دهد.
در فروش سنسور سطح رسانایی برای Foaming Process باید این رفتار بررسی شود.
Scale و Build-up روی Electrode ممکن است مسیر Electrical ایجاد کند.
در نتیجه Sensor ممکن است حتی بعد از پایین آمدن Level همچنان Wet Condition را تشخیص دهد.
Cleaning دوره‌ای در بعضی Processها ضروری است.
Sticky Liquid می‌تواند روی Probe باقی بماند.
اگر Film باقی‌مانده رسانا باشد، False Detection ایجاد می‌شود.
برای چنین مواد باید Sensor Technology مناسب بررسی شود.
False Trigger زمانی رخ می‌دهد که Sensor بدون وجود Level واقعی تغییر وضعیت دهد.
دلایل ممکن عبارت‌اند از:
برخی Level Controllerها امکان تنظیم Sensitivity یا Resistance Threshold دارند.
این قابلیت اجازه می‌دهد سیستم با Conductivity مایع هماهنگ شود.
تنظیم بیش از حد حساس می‌تواند False Detection ایجاد کند.
Temperature می‌تواند Conductivity Liquid را تغییر دهد.
در بسیاری از محلول‌ها با افزایش Temperature، Conductivity نیز تغییر می‌کند.
در Point Level Detection معمولاً این تغییر مشکل بزرگی ایجاد نمی‌کند، اما برای مایعات نزدیک Minimum Conductivity می‌تواند اهمیت داشته باشد.
اگر Probe در Pressurized Tank نصب شود، Process Connection و Seal باید Pressure Rating کافی داشته باشند.
در فروش سنسور سطح رسانایی باید Maximum Pressure دستگاه بررسی شود.
Relay Output یکی از رایج‌ترین خروجی‌ها در Conductive Level Controller است.
Relay می‌تواند برای:
استفاده شود.
بعضی سنسورها Electronics داخلی و Transistor Output دارند.
مدل می‌تواند دارای PNP یا NPN باشد.
نوع خروجی باید با سیستم کنترل هماهنگ باشد.
در Sensorهای DC، PNP Output می‌تواند Voltage مثبت را به Digital Input PLC منتقل کند.
NPN Output در حالت فعال مسیر Signal را به 0V متصل می‌کند.
در فروش سنسور سطح رسانایی باید PNP یا NPN بودن PLC Input مشخص شود.
Level Controller ممکن است دارای Normally Open و Normally Closed Contact باشد.
می‌توان Logic مناسب برای High یا Low Level را انتخاب کرد.
در Level Control بهتر است Failureهای احتمالی نیز در طراحی لحاظ شوند.
برای مثال اگر کابل Probe قطع شود، سیستم باید در کاربرد حساس رفتار ایمن داشته باشد.
این موضوع مخصوصاً برای Overflow Protection و Dry Run Protection اهمیت دارد.
سیستم می‌تواند به شکل زیر باشد:
Conductive Probe → Level Controller → Relay Output → PLC Digital Input
PLC سپس می‌تواند Alarm یا Control Logic را اجرا کند.
در مدل‌های دارای Electronics داخلی می‌توان Output Sensor را مستقیماً به PLC Digital Input متصل کرد.
Wiring دقیق به مدل دستگاه بستگی دارد.
Level Controllerها می‌توانند Supply Voltageهای مختلفی داشته باشند.
مدل‌های:
در بازار صنعتی وجود دارند، اما Voltage دقیق باید از Datasheet بررسی شود.
اگر Controller از Probe جدا باشد، Maximum Cable Length باید بررسی شود.
Cable بسیار طولانی می‌تواند Capacitance و Noise ایجاد کند.
محدوده مجاز به طراحی Controller بستگی دارد.
Signal مربوط به Conductivity ممکن است در محیط‌های دارای Motor، VFD یا Power Cable تحت تأثیر Noise قرار گیرد.
Wiring مناسب و جداسازی Signal Cable از Power Cable اهمیت دارد.
Corrosion می‌تواند:
Material Selection یکی از مهم‌ترین نکات در برسی سنسور سطح رسانایی است.
Conductive Level Sensor:
Capacitive Level Sensor:
Conductive:
Vibrating Fork:
Float Level Switch بر اساس شناوری کار می‌کند.
Conductive Sensor بر اساس عبور Electrical Current از Liquid کار می‌کند.
Float برای Liquid رسانا و غیررسانا قابل استفاده است، در حالی که Conductive Sensor محدود به مایعات دارای Conductivity کافی است.
Conductive:
Ultrasonic:
Radar:
Conductive:
Hydrostatic Level Transmitter فشار ستون Liquid را اندازه‌گیری می‌کند و می‌تواند مقدار Continuous Level ارائه دهد.
Conductive Sensor فقط وجود یا عدم وجود Liquid در ارتفاع مشخص را تشخیص می‌دهد.
این تفاوت بسیار مهم است.
Conductive Level Sensor:
Conductivity Sensor:
بنابراین هنگام فروش سنسور سطح رسانایی باید این دو تجهیز با یکدیگر اشتباه گرفته نشوند.
مهم‌ترین مزایا عبارت‌اند از:
مهم‌ترین محدودیت‌ها عبارت‌اند از:
این Sensor انتخاب مناسبی است اگر:
اگر Liquid غیررسانا باشد، بهتر است Capacitive، Vibrating Fork، Float یا Radar بررسی شود.
اگر Continuous Level مورد نیاز باشد، Radar، Ultrasonic یا Hydrostatic گزینه مناسب‌تری خواهد بود.
در برسی سنسور سطح رسانایی باید ابتدا نوع Liquid مشخص شود.
سپس موارد زیر بررسی شوند:
در فروش سنسور سطح رسانایی باید Minimum Conductivity مایع بررسی شود.
نوع Tank مشخص شود.
تعداد Probe تعیین شود.
High یا Low Level مشخص شود.
Probe Length انتخاب شود.
Material Electrode بررسی شود.
Insulator Material تعیین شود.
Temperature و Pressure مشخص شوند.
Output Relay، PNP یا NPN انتخاب شود.
نوع Supply Voltage بررسی شود.
سازگاری با PLC مشخص شود.
در فروش سنسور سطح رسانایی برای Water Tank معمولاً اطلاعات زیر کافی است:
آب معمول شهری یکی از کاربردهای مناسب این Technology است.
برای Wastewater باید:
بررسی شوند.
در فاضلاب دارای رسوب شدید، Maintenance Probe اهمیت زیادی دارد.
در Chemical Application علاوه بر Conductivity باید Chemical Resistance نیز بررسی شود.
ممکن است Liquid به‌راحتی رسانا باشد اما Probe را به سرعت Corrode کند.
Build-up روی Probe باید در Maintenance بررسی شود.
اگر Deposit رسانا روی Insulator یا بین Probeها ایجاد شود، Sensor ممکن است همیشه Wet Condition نشان دهد.
اگر Sensor سطح را تشخیص نمی‌دهد، موارد زیر بررسی شوند:
اگر Sensor همیشه سطح را تشخیص می‌دهد:
بررسی شوند.
ممکن است مسیر Electrical دائمی بین Probeها ایجاد شده باشد.
دلایل رایج:
است.
در Water Application معمولاً باید موارد زیر بررسی شوند:
در Ultra-pure Water احتمال پایین بودن Conductivity نیز وجود دارد.
Maintenance شامل:
است.
برندهای مختلفی Conductive Level Controller و Probe تولید می‌کنند.
از برندهای شناخته‌شده تجهیزات صنعتی می‌توان به:
اشاره کرد.
در فروش سنسور سطح رسانایی بهتر است ابتدا Process مشخص شود و سپس مدل مناسب انتخاب شود.
سنسور رسانایی چیست؟ در کاربرد Level Measurement، سنسور رسانایی یک Point Level Sensor است که با استفاده از Electrode و قابلیت هدایت الکتریکی مایع، رسیدن Liquid به ارتفاع مشخصی از Tank را تشخیص می‌دهد.
در برسی سنسور سطح رسانایی مشخص می‌شود که این فناوری بیشتر برای آب، فاضلاب و محلول‌های دارای Conductivity مناسب کاربرد دارد و برای مایعاتی مانند بسیاری از روغن‌ها و سوخت‌ها گزینه مناسبی نیست.
از این Sensor می‌توان برای High Level، Low Level، Pump Control، Dry Run Protection و جلوگیری از Overflow استفاده کرد.
در فروش سنسور سطح رسانایی باید Conductivity مایع، تعداد Probe، طول Electrode، جنس Sensor، Temperature، Pressure، Build-up، نوع Output و سازگاری با PLC بررسی شوند. انتخاب صحیح Probe و Controller باعث افزایش پایداری و کاهش False Detection در سیستم کنترل سطح می‌شود.
