Как правильно выбрать сигнализатор уровня

Сигнализаторы уровня, как и датчики уровня, главным образом используются для определения уровня наполнения баков, силосов или резервуаров-хранилищ. Несмотря на то что эти два термина могут показаться синонимами, между ними есть существенное техническое отличие.

В отличие от датчиков уровня, позволяющих непрерывно измерять изменение высоты уровня, сигнализатор уровня лишь сообщает о достижении предельного или установленного уровня — то есть осуществляет так называемое точечное измерение. Таким образом, сигнализатор уровня выдает не сигнал, пропорциональный уровню вещества, а сигнал переключения (тип включение/выключение). Иногда можно встретить термины «контактный датчик уровня»/«контактный уровнемер» или «детектор уровня».

Сигнализаторы уровня используются в технологических процессах для управления сигнализацией критического уровня (пустой или полный бак), а также заданными значениями для наполнения или опорожнения баков и т.д.

Посмотреть сигнализаторы уровня

  • Какие существуют типы сигнализаторов уровня?

    Существуют различные технологии сигнализаторов уровня, некоторые из которых также применяются для датчиков уровня. В зависимости от того, уровень какого вещества необходимо узнать — жидкость, пастообразное вещество или сыпучий материал — следует выбирать ту или иную технологию.

    Среди основных технологий сигнализаторов уровня можно перечислить нижеследующие:

    Поплавковый сигнализатор уровня: поплавок поднимается или опускается вслед за жидкостью, вследствие чего срабатывает переключатель.

    Емкостный сигнализатор уровня: сигнализатор и резервуар образуют конденсатор, емкость которого изменяется пропорционально изменению уровня жидкости.

    Кондуктивный сигнализатор уровня: при контакте электропроводящей жидкости с электродами сигнализатора проходит ток, что приводит в действие переключатель.

    Сигнализатор с вибрирующими пластинами или стержнем: стержень или пластины вибрируют со своей собственной частотой, при покрытии вибрирующего элемента материалом возникает затухание колебаний, и на выходе формируется сигнал.

    Ротационный сигнализатор уровня: электродвигатель приводит в движение лопасть; при соприкосновении лопасти с веществом, вращение лопасти прекращается, и переключатель выдает сигнал. 

    Оптоэлектронный сигнализатор уровня: свет от инфракрасного светодиода отражается от призмы и принимается приемником; когда уровень жидкости достигает призмы, луч уже не отражается, а преломляется в жидкости, и срабатывает переключатель.

  • Зачем выбирать поплавковый сигнализатор уровня?

    Поплавковый сигнализатор уровня производителя Trimod Besta
    Поплавковый сигнализатор уровня производителя Trimod Besta

    Поплавковые сигнализаторы уровня основаны на простом принципе: сочетание поплавка и механического или магнитного переключателя (герконовые переключатели). По своей природе поплавок, помещенный в жидкость, стремится оставаться на поверхности — именно этот эффект используется для того, чтобы по движению поплавка узнать, когда жидкость достигает обозначенной высоты в резервуаре.

    Существует 3 основных типа поплавковых сигнализаторов уровня:

    • Типа кабельные: сигнализатор состоит из поплавка, привязанного к кабелю. Переключатель (обычно механический) находится внутри поплавка. Когда уровень жидкости достигает поплавка, поплавок меняет угол наклона, что приводит к срабатыванию переключателя. Эта простая, но не очень точная технология, широко используется в насосах для предотвращения холостого хода.
    • Типа вертикального монтажа: поплавок перемещается по вертикальной оси. Этот тип датчика использует встроенный в вертикальный шток магнитный переключатель (геркон). Поплавок, оснащенный магнитом, перемещается по штоку и вызывает срабатывание геркона под воздействием магнитного поля, в результате чего сигнализатор посылает сигнал.
    • Типа горизонтального монтажа: сигнализатор состоит из поплавка, закрепленного на конце горизонтальной направляющей трубки. Подъем поплавка под действием жидкости вызывает изменение наклона шарнирной оси, что вызывает срабатывание переключателя.

    Преимущества:

    • Поплавковые сигнализаторы уровня подходят для всех жидкостей при условии совместимости материала сигнализатора с жидкостью (пластик для кислот, нержавеющая сталь для воды и масел и т.д.);
    • Они надежны, экономичны и просты в использовании;
    • Они не требуют калибровки;
    • Эффективность поплавковых сигнализаторов уровня не зависит от природы жидкости, ее электропроводности, давления и температурных условий в резервуаре, наличия паров, пены или кипения на поверхности, однако они подвержены влиянию волн.
  • Зачем выбирать емкостный сигнализатор уровня?

    Емкостный сигнализатор уровня VEGA
    Емкостный сигнализатор уровня VEGA

    Емкостные сигнализаторы уровня основаны на свойствах электрических конденсаторов. Детектор и стенки резервуара образуют два электрода конденсатора, емкость которого (электрическая емкость, выраженная в фарадах) зависит от высоты продукта в резервуаре.

    Изменения уровня вызывают изменения емкости, которые преобразуются встроенной электроникой датчика в сигнал переключения.

    Преимущества:

    • Очень прочная и надежная технология;
    • Не требует технического обслуживания;
    • Экономичная технология;
    • Монтаж сигнализаторов в любом положении;
    • Действует с жидкостями и твердыми телами, проводящими и непроводящими; также может использоваться для вязких или липких веществ;
    • Технология, устойчивая к высоким рабочим температурам и давлению.
  • Зачем выбирать кондуктивный сигнализатор уровня?

    Кондуктивный сигнализатор уровня производителя Sitron
    Кондуктивный сигнализатор уровня производителя Sitron

    Кондуктивные сигнализаторы уровня используются исключительно с электропроводящими жидкостями. В своей базовой конфигурации они состоят из двух электродов, разделенных воздушным зазором и образующих разомкнутую электрическую цепь (между двумя электродами не проходит ток). При контакте электродов с проводящей жидкостью электрическая цепь замыкается, и между электродами проходит ток, который электроника сигнализатора преобразует в сигнал переключения.

    Поэтому данная технология применима только для проводящих жидкостей, таких как кислоты, щелочи и растворы, содержащие воду, в то время как углеводороды, масла и растворители, которые, как правило, имеют очень низкую проводимость, не совместимы с данной технологией.

    Подобные сигнализаторы могут использоваться с агрессивными жидкостями, при условии, что изготовлены из материалов, пригодных для этих жидкостей.

    Преимущества:

    • Простой, надежный и экономичный;
    • Многочисленные возможности монтажа;
    • Не требует калибровки;
    • Возможна сигнализация нескольких точек переключения при выборе сигнализатора с несколькими электродами.
  • Зачем выбирать сигнализатор уровня с вибрирующими пластинами или стержнем?

    Сигнализатор уровня с вибрирующими пластинами производителя Siemens
    Сигнализатор уровня с вибрирующими пластинами производителя Siemens

    Действие сигнализаторов уровня с вибрирующими пластинами и сигнализаторов уровня с вибрирующим стержнем основано на одном и том же принципе: колебания стержня или пары пластин возбуждаются на резонансной частоте (обычно пьезоэлектрическим элементом). При соприкосновении стержня или пластин с измеряемым продуктом вибрации становятся слабее.

    Электроника сигнализатора оценивает амплитуду и частоту колебаний: частота колебаний изменяется в зависимости от плотности среды, в которую погружен сигнализатор, и эти изменения преобразуются в сигнал переключения.

    Эта технология не чувствительна к природе или свойствам вещества в резервуаре и может использоваться с жидкостями, гранулированными и порошкообразными твердыми веществами с мелкими или крупными частицами. Эти сигнализаторы также интересны тем, что могут использоваться во взрывоопасных зонах и адаптированы для хранения сырья, за счет чего находят применение в химической и пищевой промышленности.

    Преимущества:

    • Невосприимчив к природе вещества и его свойствам (электропроводимость, вязкость и гранулометрия), условиям эксплуатации (температура, давление), турбулентности, пене, вибрации и засорению;
    • Устойчив к абразивному воздействию;
    • Прост в установке и не требует калибровки;
    • Система автоматического контроля;
    • Не изнашивается в процессе эксплуатации и не требует обслуживания.
  • Зачем выбирать ротационный сигнализатор уровня?

    Ротационные сигнализаторы уровня состоят из электродвигателя, который через редуктор заставляет вращаться на небольшой скорости вал с одной или несколькими лопастями.

    Этот тип сигнализатора используется в силосах, баках, бункерах для обнаружения высоких и низких уровней сыпучих материалов. Продукт, достигая лопастей, блокирует их вращение и останавливает электродвигатель, вследствие чего генерируется сигнал переключения сигнализатора. 

    Ротационные сигнализаторы широко используются в силосах для измерения уровня зерна, сахара, какао, кормов для животных, щелочи, мела, штукатурки, цемента, древесной стружки и т.д.

    Преимущества:

    • Принцип измерения для простых применений;
    • Надежная технология;
    • Не требует калибровки.
  • Зачем выбирать оптоэлектронный сигнализатор уровня?

    Оптоэлектронный сигнализатор уровня состоит из инфракрасного светодиода и фотоприемника. Свет от светодиода направляется на призму, образующую наконечник датчика. До тех пор, пока наконечник не погружен в жидкость, свет, отражаясь в призме, возвращается к приемнику. Когда уровень жидкости достигает призмы, луч света преломляется в жидкости, и приемник регистрирует снижение интенсивности излучения, в результате чего срабатывает сигнализатор.

    Эти сигнализаторы работают со всеми жидкостями, измерение не зависит от физических характеристик жидкостей, таких как плотность, диэлектрическая постоянная, проводимость и коэффициент преломления или цвет.

    Эти сигнализаторы прочные, в их конструкции используются стойкие материалы (корпус из нержавеющей стали, призма из боросиликатного стекла или кварца), в них нет подвижных частей, и в процессе только стеклянный наконечник призмы соприкасается с жидкостью. Таким образом, существуют крайне компактные сигнализаторы с минимальной занимаемой площадью в резервуаре, способные функционировать с небольшими объемами продукта.

    Преимущества:

    • Сигнал не зависит от характеристик жидкости (плотность, диэлектрическая постоянная, проводимость, цвет и коэффициент преломления);
    • Этот метод также действует для небольших объемов;
    • Не требует калибровки;
    • Некоторые модели могут быть использованы в опасных средах.
  • Как выбрать сигнализатор уровня?

    При выборе сигнализатора уровня прежде всего необходимо определить, какую технологию использовать в зависимости от измеряемого вещества (жидкости, пастообразные или сыпучие материалы), свойств продукта (электропроводящий или непроводящий, агрессивный, абразивный и т.д.), а также наличия пены или турбулентности на поверхности.

    После выбора наиболее подходящей технологии необходимо выбрать сигнализатор, который выдерживает условия эксплуатации (давление, температуру) и материалы которого совместимы с измеряемым веществом.

    Монтаж — еще один существенный критерий: сигнализаторы могут быть с вертикальным или горизонтальным монтажом, с резьбой или с фланцевым соединением, более или менее компактными.

    Наконец, стоит также обратить внимание на выходной сигнал сигнализатора уровня. Существуют различные сигналы переключения: «сухой контакт», транзисторы NPN или PNP.

    Тип сигнализатора Вещество Преимущества
    поплавковый
    • Все жидкости (при условии совместимости материалов)
    • Надежный
    • Экономичный
    • Простой в установке
    • Невосприимчив к свойствам жидкости, к наличию пены
    • Не требует калибровки
    емкостный
    • Проводящие и непроводящие жидкости и твердые тела
    • Надежный
    • Прочный
    • Экономичный
    • Простой в установке
    кондуктивный
    • Электропроводящие жидкости
    • Прочный
    • Экономичный
    • Не требует калибровки
    • Многочисленные возможности монтажа
    • Возможность иметь несколько коммутационных точек при наличии нескольких электродов
    с вибрирующими пластинами или стержнем
    • Жидкости и твердые тела
    • Невосприимчив к веществу и его свойствам
    • Нечувствителен к турбулентности, пенообразованию, вибрациям и засорению
    • Устойчив к абразивному воздействию 
    • Прост в установке
    • Не требует калибровки
    • Система автоматического контроля
    • Не изнашивается в процессе эксплуатации и не требует обслуживания
    ротационный
    • Твердые тела
    • Принцип измерения для простых применений
    • Надежная технология
    • Не требует калибровки
    оптоэлектронный
    • Жидкости
    • Нечувствителен к характеристикам жидкости
    • Действует для небольших объемов
    • Не требует калибровки
Похожие руководства
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Загрузка...
Без комментариев

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *