Com triar el transmissor de nivell?

• Introducció

El transmissor de mesura de nivell de líquid és un instrument que proporciona mesura contínua del nivell de líquid. Es pot utilitzar per determinar el nivell de líquid o sòlids a granel en un moment específic. Pot mesurar el nivell de líquid de medis com ara aigua, fluids viscosos i combustibles, o medis secs com ara sòlids a granel i pols.

El transmissor de mesura de nivell de líquid es pot utilitzar en diverses condicions de treball, com ara contenidors, dipòsits i fins i tot rius, piscines i pous. Aquests transmissors s'utilitzen habitualment en les indústries de manipulació de materials, aliments i begudes, energia, productes químics i tractament d'aigua. Ara fem una ullada a diversos mesuradors de nivell de líquid d'ús comú.

• Sensor de nivell submergible

Basat en el principi que la pressió hidrostàtica és proporcional a l'alçada del líquid, el sensor de nivell submergible utilitza l'efecte piezoresistiu del sensor de silici difús o ceràmic per convertir la pressió hidrostàtica en senyal elèctric. Després de la compensació de temperatura i la correcció lineal, es converteix en una sortida de senyal de corrent estàndard de 4-20 mADC. La part del sensor del transmissor de pressió hidrostàtica submergible es pot col·locar directament al líquid i la part del transmissor es pot fixar amb una brida o un suport, de manera que és molt convenient d'instal·lar i utilitzar.

El sensor de nivell submergible està fet d'un element sensible de silici difús de tipus aïllament avançat, que es pot col·locar directament al recipient o a l'aigua per mesurar amb precisió l'alçada des de l'extrem del sensor fins a la superfície de l'aigua i generar el nivell de l'aigua mitjançant un corrent de 4 a 20 mA o un senyal RS485.

• Sensor de nivell magnètic

L'estructura de la clapeta magnètica es basa en el principi de la canonada de derivació. El nivell de líquid a la canonada principal és coherent amb el de l'equip del contenidor. Segons la llei d'Arquimedes, la flotabilitat generada pel flotador magnètic al líquid i l'equilibri de gravetat suren sobre el nivell del líquid. Quan el nivell de líquid del recipient mesurat puja i baixa, el flotador rotatori a la canonada principal del mesurador de nivell de líquid també puja i baixa. L'acer magnètic permanent del flotador fa girar la columna vermella i blanca de l'indicador a 180 ° a través de la plataforma d'acoblament magnètic.

Quan el nivell del líquid puja, el flotador canvia de blanc a vermell. Quan el nivell del líquid baixa, el flotador canvia de vermell a blanc. El límit blanc-vermell és l'alçada real del nivell del líquid del medi dins del recipient, per tal de realitzar la indicació del nivell del líquid.

• Sensor de nivell de líquid magnetostrictiu

L'estructura del sensor de nivell de líquid magnetostrictiu consisteix en un tub d'acer inoxidable (vareta de mesura), un cable magnetostrictiu (cable guia d'ones), un flotador mòbil (amb imant permanent a l'interior), etc. Quan el sensor funciona, la part del circuit del sensor excitarà el corrent de pols al cable guia d'ones i el camp magnètic del corrent de pols es generarà al voltant del cable guia d'ones quan el corrent es propagui al llarg del cable guia d'ones.

Un flotador està disposat fora de la vareta de mesura del sensor, i el flotador es mou amunt i avall al llarg de la vareta de mesura amb el canvi de nivell del líquid. Hi ha un conjunt d'anells magnètics permanents dins del flotador. Quan el camp magnètic del corrent pulsat es troba amb el camp magnètic de l'anell magnètic generat pel flotador, el camp magnètic al voltant del flotador canvia, de manera que el cable guia d'ones fet de material magnetostrictiu genera un pols d'ona torsional a la posició del flotador. El pols es transmet de tornada al llarg del cable guia d'ones a una velocitat fixa i el mecanisme de detecció el detecta. Mesurant la diferència de temps entre el corrent pulsat de transmissió i l'ona torsional, es pot determinar amb precisió la posició del flotador, és a dir, la posició de la superfície del líquid.

• Sensor de nivell de material d'admitància de radiofreqüència

L'admitància de radiofreqüència és una nova tecnologia de control de nivell desenvolupada a partir del control de nivell capacitiu, que és més fiable, més precisa i més aplicable. És l'actualització de la tecnologia de control de nivell capacitiu.
L'anomenada admitància de radiofreqüència significa el recíproc de la impedància en l'electricitat, que es compon d'un component resistiu, un component capacitiu i un component inductiu. La radiofreqüència és l'espectre d'ones de ràdio del mesurador de nivell de líquid d'alta freqüència, de manera que l'admitància de radiofreqüència es pot entendre com la mesura de l'admitància amb ones de ràdio d'alta freqüència.

Quan l'instrument funciona, el sensor de l'instrument forma el valor d'admitància amb la paret i el medi mesurat. Quan el nivell del material canvia, el valor d'admitància canvia en conseqüència. La unitat de circuit converteix el valor d'admitància mesurat en la sortida del senyal de nivell de material per realitzar la mesura del nivell de material.

• Mesurador de nivell ultrasònic

El mesurador de nivell per ultrasons és un instrument de nivell digital controlat per un microprocessador. En la mesura, el sensor envia l'ona ultrasònica de pols i, després de ser reflectida per la superfície de l'objecte, rep l'ona sonora i la converteix en un senyal elèctric. La distància entre el sensor i l'objecte que s'està provant es calcula mitjançant el temps entre la transmissió i la recepció de l'ona sonora.

Els avantatges són que no hi ha cap peça mòbil mecànica, alta fiabilitat, instal·lació senzilla i convenient, mesurament sense contacte i que no es veu afectat per la viscositat i la densitat del líquid.

El desavantatge és que la precisió és relativament baixa i que és fàcil tenir una zona cega a la prova. No es permet mesurar recipients a pressió ni medis volàtils.

• Mesurador de nivell de radar

El mode de funcionament del mesurador de nivell de líquid per radar és transmissió-recepció. L'antena del mesurador de nivell de líquid per radar emet ones electromagnètiques, que són reflectides per la superfície de l'objecte mesurat i després rebudes per l'antena. El temps de transmissió de les ones electromagnètiques fins a la recepció és proporcional a la distància fins al nivell del líquid. El mesurador de nivell de líquid per radar registra el temps de les ones de pols i, si la velocitat de transmissió de les ones electromagnètiques és constant, es pot calcular la distància des del nivell del líquid fins a l'antena del radar per conèixer el nivell del líquid.

En l'aplicació pràctica, hi ha dos modes de mesurador de nivell de líquid per radar, és a dir, ona contínua de modulació de freqüència i ona de pols. El mesurador de nivell de líquid amb tecnologia d'ona contínua de modulació de freqüència té un alt consum d'energia, un sistema de quatre cables i un circuit electrònic complex. El mesurador de nivell de líquid amb tecnologia d'ona de pols de radar té un baix consum d'energia, es pot alimentar mitjançant un sistema de dos cables de 24 V CC, fàcil d'aconseguir seguretat intrínseca, alta precisió i un rang d'aplicació més ampli.

• Mesurador de nivell de radar d'ones guiades

El principi de funcionament del transmissor de nivell per radar d'ones guiades és el mateix que el del mesurador de nivell per radar, però envia impulsos de microones a través del cable o vareta del sensor. El senyal arriba a la superfície del líquid, després torna al sensor i finalment arriba a la carcassa del transmissor. L'electrònica integrada a la carcassa del transmissor determina el nivell del líquid en funció del temps que triga el senyal a viatjar pel sensor i tornar. Aquests tipus de transmissors de nivell s'utilitzen en aplicacions industrials en totes les àrees de la tecnologia de processos.