Kvapalné a granulované médiá sa používajú v rôznych oblastiach výroby. Táto surovina môže plniť rôzne funkcie, ale často technológie na jej použitie zabezpečujú kontrolu plnenia kontajnerov, bunkrov a nádrží nimi. Na to sa používajú špeciálne signalizačné zariadenia, ktoré možno považovať aj za snímače a ovládacie relé. V tomto prípade môžu byť spôsoby indikácie a zásady určovania úrovní plnenia odlišné. Na trhu sú hladinové spínače, ktoré sa líšia dizajnom, typom snímacieho prvku a prítomnosťou ďalších funkcií.
Kapacitné senzory
Toto sú najbežnejšie univerzálne alarmy, ktoré sú v závislosti od modelu vhodné pre sypké alebo tekuté médiá. Kapacitným signalizačným zariadením sa vyhodnocujú najmä hladiny práškov, zrnitých produktov, viskóznych olejov, cementových kaší atď.. Niektoré modifikácie umožňujú aj detekciu prítomnosti cudzích telies, ktoré signalizujú ústredni. Princíp činnosti je založený na kolísaní elektrickej kapacity.
Tento typ hladinového spínača má spravidla citlivý prvok, ktorýpriamy kontakt s cieľovým materiálom, neustále sledovanie dielektrických parametrov vzduchového média. Kolísanie zaznamenaných frekvencií sa prevádza na signál privádzaný do výstupného riadiaceho relé. Dizajn kapacitného snímača je rôznorodý - výrobcovia vyrábajú rúrkové, flexibilné, káblové a iné modely.
Plovákové spínače
Tiež dizajnovo jednoduchá a všestranná verzia signalizačného zariadenia. Štandardné zariadenie takéhoto snímača zabezpečuje prítomnosť plaváka, ktorý je pripojený k spínacím mechanizmom elektromagnetických kontaktov. V pracovnom prostredí môžu byť plavákové detektory umiestnené vertikálne aj horizontálne, čo tiež rozširuje rozsah ich použitia. Napriek tomu existujú obmedzenia na používanie senzorov tohto typu.
Zriedkavo sa napríklad používajú v technologických procesoch, kde sa vyžaduje vysoká presnosť odčítania a doplnková indikácia vlastností pracovného média. Na druhej strane je plavákový hladinový spínač odolný voči nepriaznivým prevádzkovým podmienkam. Z tohto dôvodu sa používa ako záznamník hladín agresívnych chemikálií, petroleja, morskej vody atď. Priemerná maximálna teplota pre použitie plavákového spínača je 200°C.
Bóje
Určitým spôsobom druh plavákových signalizačných zariadení, ktoré však majú svoje vlastné charakteristiky. Základ konštrukcie tvorí bójka, ktorázavesený na kábli a rovnako ako plavákové analógy je spojený s kontaktnými mechanizmami na prenos údajov. Proces ponorenia zariadenia do pracovného tekutého média prispieva k zmene zaťaženia kábla, čo vedie k otvoreniu kontaktov.
Tento model je dizajnovo pomerne jednoduchý, no má značné výhody. Napríklad indikátor hladiny vody v bóji je schopný pracovať pri vysokých tlakoch - asi 20 MPa. Čo sa týka ochrany pred agresívnym prostredím a teplotnými vplyvmi, tieto vlastnosti sú dané dizajnom a materiálmi výroby konkrétneho modelu.
Vibračné alarmy
Technologickejšia verzia signalizátora, ktorá sa dá použiť v rôznych prostrediach – sypkých aj tekutých. Princíp činnosti, ako už názov napovedá, je založený na oscilačných pohyboch. Počas prevádzky citlivý prvok zariadenia produkuje mechanické vibrácie v podmienkach rezonančnej frekvencie. Senzor je napájaný piezoelektrickým generátorom alebo iným zdrojom energie.
Ponorenie vibračného hladinového spínača vyvoláva zmenu aktivity frekvenčných oscilácií a elektrických parametrov v obvode pripojenom k senzoru. Ďalej sú zmenené parametre elektrického obvodu zaregistrované v relé ako diskrétny výstupný signál. Medzi výhody vibračných alarmov patrí odolnosť voči teplotným vplyvom, vysokému tlaku a agresívnemu prostrediu. Pre mnohých spotrebiteľov je dôležitá aj vysoká presnosť takýchto zariadení – priemerná chyba je 1 mm.
Optické senzory
Optické signalizačné zariadenia využívajú ako detektor hladiny svetelný lúč. Zdrojom môže byť infračervená lampa alebo laser. Samotný princíp merania je založený na schopnosti cieľového materiálu odrážať, lámať alebo prenášať svetelné toky cez seba.
Je dôležité zdôrazniť, že optické zariadenia poskytujú kontaktnú aj bezkontaktnú analýzu. Keďže ide o elektronický hladinový spínač, môžete počítať aj s vysokou presnosťou poskytovaných výsledkov. Pokiaľ ide o pracovné materiály, môžu to byť tradičné médiá aj špecifické médiá, napríklad pena alebo ropné produkty. Optika navyše umožňuje zaznamenávať hustotu, viskozitu a priehľadnosť materiálov.
Ultrazvukové senzory
Podobne ako iné ultrazvukové meracie zariadenia, aj tento typ snímača hladiny pracuje na základe vyhodnocovania akustických vibrácií. Ako zdroj žiarenia funguje špeciálny prijímač. Je inštalovaný v kontajneri, po ktorom sa spustí proces šírenia pozadia ultrazvukového poľa. V momentoch fixácie odchýlok v parametroch zvukových vĺn sa elektronika prepne na výstupné relé, čím sa obvod zatvára alebo otvára.
Ultrazvukové hladinové spínače majú priemernú chybu 2 mm, ale toto číslo možno zlepšiť v procese hľadania najpriaznivejšieho miesta. Ako ukazuje prax, ultrazvukové modely signalizačných zariadení sú veľmináročné na podmienky práce v priestoroch. Ale inak vykazujú konzistentný výkon.
Rotorové modely signalizátorov
Ide o jednu z najbežnejších verzií elektromechanických signalizačných zariadení, ktorá sa najčastejšie používa na prácu so sypkými zmesami. Takéto zariadenia je možné použiť vo výbušnom a potravinárskom priemysle na obsluhu materiálov s hustotou cca 100 g/l a frakciou do 50 mm. Najmä otočný spínač hladiny sa používa na vybavenie nádrží na cukor, obilie, prášok, krmivo pre zvieratá atď.
Snímacím prvkom pre takéto modely je list rotora, ktorý sa otáča v dôsledku prenosu sily zo synchrónneho elektromotora. V skutočnosti je moment zmeny hladiny v nádrži zaznamenaný ako výsledok fixácie lopatky cieľovým médiom. Potom príde na rad elektromechanická náplň, ktorá otvorí kontakty a odošle signál do relé ovládača.
Odrody podľa typu prepínača
Väčšina signalizačných zariadení pracuje s kontaktnými spínačmi indikátorov, ktoré sú dvojakého typu - elektromechanické a polovodičové. V prvom prípade sa používajú mechanické kontakty alebo ovládacie relé. Medzi silné stránky elektromechaniky patrí schopnosť pracovať s veľkými rozsahmi napätia a prúdu, čo zlepšuje presnosť merania.
Zároveň takéto kontakty nie sú ovplyvnené vyparovaním, takže spínač hladiny kvapaliny s elektromechanikou môže pracovať vmiestnosti s vysokými teplotami. Na druhej strane polovodičové spínače nemajú pohyblivé mechanické prvky podliehajúce opotrebovaniu. To znamená, že v procese používania tohto zariadenia nie je potrebná pravidelná aktualizácia spotrebného materiálu. Okrem toho sa polovodičové zariadenia prepínajú rýchlejšie a reagujú na systém získavania signálu.
Záver
Pri výbere vhodného zariadenia na fixáciu úrovne naplnenia nádob s určitými materiálmi je vhodné zvážiť veľa parametrov. Stojí za to začať s charakteristikami prostredia a prevádzkových podmienok zariadenia. Získate tak predstavu o optimálnom dizajne a mierke merania.
Veľkú časť výberu ovplyvňuje princíp činnosti indikátora hladiny, ako aj spôsob prenosu informácií do relé. Tieto parametre budú minimálne určovať presnosť merania. Neignorujte ďalšie funkcie. Čím je signalizačné zariadenie zložitejšie a drahšie, tým viac možností na zaznamenávanie charakteristík prostredia poskytne. Takže okrem úrovne fyzického naplnenia nádoby môžu rovnaké optické a ultrazvukové modely prenášať informácie o hustote, stupni viskozity a iných kvalitách materiálu.
