Czujniki do pomiaru poziomu cieczy - zasada działania

We wszystkich gałęziach przemysłu wykorzystujących zbiorniki do przechowywania cieczy, pomiar stanu magazynowego tych substancji jest niezbędny do właściwego funkcjonowania przedsiębiorstwa. Wykorzystywane w takich aplikacjach czujniki poziomu oparte o pomiar ciśnienia i różnicy ciśnień znajdują zastosowanie między innymi w petrochemii, stacjach uzdatniania wody czy przemyśle spożywczym. Poniżej zostały przedstawione szczegóły dotyczące zasady funkcjonowania i obsługi czujników poziomu firmy Huba Control.

Konstrukcja

Ciśnieniowy czujnik poziomu składa się z ceramicznej celki pomiarowej, mierzącej ciśnienie absolutne lub względne, skalibrowanej w danym zakresie pomiarowym i podającej na wyjściu wzmocniony sygnał elektryczny. Element pomiarowy oraz elektronika współpracująca zamknięte są w spawanej obudowie ze stali nierdzewnej. Membrana czujnika zabezpieczona została przed uszkodzeniami i zakłóceniami zewnętrznymi przez pokrywę zabezpieczającą. W wersji czujnika opartej o pomiar ciśnienia względnego, dołączany jest przewód doprowadzający ciśnienie atmosferyczne. Czujnik, elektronika i przewód przyłączeniowy są hermetycznie zamknięte w obudowie. Zakłócenia wynikające z szerokiego temperaturowego zakresu pracy urządzenia są kompensowane wewnątrz sondy.

Pomiar poziomu cieczy przy pomocy czujnika Huba Control

Zasada działania

Ciśnienie wywierane przez medium na ceramiczny czujnik przekazywane jest w formie odkształcenia na piezorezystancyjny mostek pomiarowy. Każdy sensor przystosowany jest do działania w szerokim zakresie temperatury dzięki zastosowaniu kompensacji. Element pomiarowy przesyła impuls elektryczny do układu scalonego, który przetwarza dostarczone informacje na standardowy sygnał napięciowy lub prądowy. Ciśnienie hydrostatyczne jest wprost proporcjonalne od zanurzenia, co po porównaniu z ciśnieniem atmosferycznym daje właściwe ciśnienie wywierane na membranie przez ciecz mierzoną.

Montaż

Ciśnieniowy przetwornik poziomu zazwyczaj montowany jest w pozycji wertykalnej, zwisając na przewodzie. W przypadku medium przemieszczającego się w trakcie pomiaru, pozycja czujnika musi być ustalona w celu zapobieżenia błędom. Można tego dokonać przy pomocy cylindrycznej rurki lub ciężarka umieszczonego na sondzie.

Inna możliwość montażu zakłada umieszczenie przetwornika ciśnienia na podłożu. W tym przypadku, ciężarek może zostać wykorzystany do uzyskania lepszej stabilizacji.

Obliczanie poziomu

Do obliczeń głębokości zanurzenia czujnika h służą podane poniżej wzory. Rozróżniony został pomiar przy wykorzystaniu czujników ciśnienia absolutnego i względnego. W przypadku wersji, mierzącej ciśnienie absolutne, wymagana jest znajomość ciśnienia otoczenia (odniesienia) do wykonania prawidłowych obliczeń.

(1)Wzór na obliczenie głębokości zanurzenia czujnika ciśnienia wzlędnego

(2)Wzór na obliczenie głębokości zanurzenia czujnika ciśnienia absolutnego

Legenda:

h - głębokość zanurzenia czujnika (poziom cieczy)
Δp - różnica ciśnienia zmierzona przez czujnik ciśnienia względnego
g - przyspieszenie ziemskie
ρ - gęstość medium
Ps - ciśnienie zmierzone przez czujnik ciśnienia absolutnego
Pbar - ciśnienie atmosferyczne nad powierzchnią swobodną mierzonej substancji

Ciśnieniowe czujniki poziomu Huba Control

Firma Huba Control produkuje czujniki poziomu oparte o pomiar ciśnienia absolutnego i względnego. Przetworniki z serii 681 i 712 wykonane zostały ze stali nierdzewnej, a ich spawana konstrukcja zapewnia całkowitą wodoszczelność. W zależności od modelu, zakres pomiarowy wynosi odpowiednio: 0...25 bar oraz 0...3 bar i dzięki nim można dokonywać pomiaru: benzenu, olej napędowego, benzyny, nafty, wody chlorowanej, pitnej, słodkiej, słonej i półsłonej. Wysoką wszechstronność potwierdza między innymi certyfikat ATEX dla strefy 0 i w przypadku wersji 681 także 20.

Rys. 1. Sondy poziomu Huba Control

WIĘCEJ INFORMACJI:

www.apautomatyka.pl
tel.: +48 67 357 10 80
biuro@apautomatyka.pl

PROFIL FIRMY AP Automatyka:
systemy pomiarowe * automatyka przemysłowa * elektronika * pomiar wilgotności * pomiar temperatury * pomiar dwutlenku węgla * pomiar ciśnienia * siłowniki elektryczne * urządzenia do stref EX * pomiar aktywności wody* enkodery absolutne (optyczne i magnetyczne) * enkodery inkrementalne (magnetyczne) * czujniki przechyłu (inklinometry) * linkowe czujniki drogi (enkodery linkowe) * akcesoria do czujników