Нивосигнализатори

Начало > Измервателна техника > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 3/2024 > 22.05.2024

  • Разнообразието от нивосигнализатори на пазара ги прави приложими за всякакви условия и за измерване на широк диапазон от продукти

  • Най-широко разпространени са индуктивните, термичните, поплавковите, с витло и ултразвуковите нивосигнализатори, които се използват в резервоари, силози и различни типове бункери за съхранение

  • Когато се обмисля кой нивосигнализатор да бъде закупен, е важно да се определи съвместимостта му с материала, който ще бъде измерван


Нивосигнализаторите са електрически или механични устройства за измерване на нивото на течен, прахообразен или гранулиран материал. Те са предназначени да активират аларма, ако нивото на материала в съответния съд премине предварително зададена височина или дълбочина.
Тези устройства са ключова част от различни производствени процеси и се използват в среди с тежки работни условия – екстремни стойности на температурата, налягането и вибрациите. Разнообразието от нивосигнализатори на пазара ги прави приложими за всякакви условия и за измерване на широк диапазон от продукти. Тяхната точност, надеждност и издръжливост са необходимост за ефективността на индустриалните приложения.

 

Видове

На пазара може да се намери нивосигнализатор за всеки продукт или приложение. Тези устройства се използват за измерване, мониторинг и управление и като предупредителна аларма за включване или изключване на механизъм например. В зависимост от дизайна им те имат електрически или механичен изходен сигнал и могат да бъдат отворени или затворени.

Най-широко разпространени сред многото видове нивосигнализатори са индуктивните, термичните, поплавковите, с витло и ултразвуковите, които се използват в резервоари, силози и различни типове бункери за съхранение. За контрол на нивото на течности нивосигнализаторите се поставят в регулиращи вентили или помпи, за да спомогнат за поддържане на нивата в резервоарите и за предотвратяване на преливане.
Нивосигнализаторите се класифицират в две категории – за точково и за непрекъснато измерване. Устройствата за точково измерване биват оптични, хоризонтални поплавкови, вертикални и ултразвукови. Нивосигнализаторите за непрекъснато измерване могат да бъдат потопяеми, ултразвукови и капацитивни. Видът на нивосигнализатора се определя от желания тип на измерванията и от условията на работната среда.

 

Приложения

Нивосигнализаторите имат едно-единствено предназначение – да известят или алармират контролерите, когато бъде засечен проблем с нивото или наличието на продукта. Те сигнализират системата, когато измереното ниво е извън зададените параметри. След известяване системата може да активира помпа, да отвори вентил или да предприеме други подходящи действия.

Казано най-просто, нивосигнализаторите представляват допълнителен слой на защита и управление, гарантиращ ефективност и предпазване на чувствително оборудване. Грешки в отчитанията могат да възникнат във всеки един момент, независимо от прецизността на системата. Нивосигнализаторите спомагат за предотвратяване на препълване, загуби на продукт и други възможни проблеми.

В системите за точкова нивосигнализация се използват две устройства – едно за измерване на високото ниво и друго за измерване на ниското ниво. Нивосигнализаторът за високо ниво позволява запълването на съда да стане без да се стигне до препълване, а устройството за ниско ниво задейства и алармира контролерите за това, че съдът трябва да бъде напълнен отново.

Непрекъснато действащите нивосигнализатори следят нивата на продукта и предоставят постоянен поток от данни за тях. Тези устройства са по-сложни от нивосигнализаторите за точково измерване, тъй като са предназначени да наблюдават цялата система. Има два различни метода за инсталиране на нивосигнализатори за непрекъснато измерване – хоризонтално и вертикално.

Контактните нивосигнализатори влизат в контакт с измервания продукт или материал и биват поплавкови, кондуктивни и вибриращи или вилични. Те са много рентабилен и лесен за използване инструмент за измерване на нивата на технологични течности или материали. За разлика от безконтактните нивосигнализатори, контактните устройства имат по-опростен дизайн. Важно съображение за контактните нивосигнализатори са характеристики на материала, който ще измерват, като корозивност, киселинност или висока реактивност. Въпреки че контактните нивосигнализатори имат по-ниска цена, изборът на конкретно устройство трябва да се направи внимателно спрямо средата, в която ще функционира то.

Работата на контактните нивосигнализатори се основава на няколко механични принципа. Те са снабдени с поплавъци, бутала, пружини или магнити и могат да се използват за измерване на насипни твърди материали и течности.

Съществуват някои приложения, при които контактът със средата трябва да се избягва, защото продуктът е корозивен или има свойства, които могат да повлияят на работата на нивосигнализатора или на неговите отчитания. Безконтактните нивосигнализатори използват Time of Flight (ToF) принцип за непрекъснато измерване на нивото на даден материал.

ToF устройствата измерват времето, необходимо за преминаване на вълните от една точка до друга и обратно. Те излъчват електромагнитни вълни, които се отразяват, когато влязат в контакт с повърхност. Времето за преминаване на вълните може да се използва за изчисляване на разстоянието между приемното устройство и съдържанието на съда, което представлява на практика нивото на материала в съда. За да функционират нормално безконтактните нивосигнализатори, измерваната среда трябва да има минимална диелектрична константа, водеща до смущения в отчитанията.

 

Избор

При избора на най-подходящия нивосигнализатор за конкретно приложение трябва да се вземат предвид няколко фактора. Сред тях са електрическите изисквания, позиционирането и монтажът на нивосигнализатора и типът на материала.

Нивосигнализаторите могат да бъдат изработени от всякакъв материал. Когато се обмисля кой нивосигнализатор да бъде закупен, е важно да се определи съвместимостта му с материала, който ще бъде измерван. Производителите изработват нивосигнализаторите от месинг, неръждаема стомана и различни видове пластмаса, като всички тези материали могат да се използват с мокри некорозивни среди.

Химичното въздействие на измерваната среда може да повлияе върху експлоатационните характеристики на нивосигнализатора. Това съображение е фактор и при вземането на решение дали нивосигнализаторът ще бъде потопяем или не.

Колкото и просто да изглежда, монтажът на нивосигнализатора е от ключово значение за ефективността му. Като цяло, устройствата могат да бъдат монтирани или хоризонтално, или вертикално. От значение са и параметри като размера на отвора, през който ще се инсталира нивосигнализаторът, позиционирането му в съда, дали присъединяването ще е резбово или не и дали устройството ще е с висящ или стенен монтаж.

Предварително трябва да се реши какъв тип данни ще са необходими и какъв да бъде методът на измерване. Типът на отчитанията се определя от това как ще бъде използван нивосигнализаторът. Важно е да се определи какво ще бъде най-ниското допустимо ниво и колко близо до върха на съда ще достига съдържанието му, като някои от тези параметри зависят от размера и обема на съда.

При избора на нивосигнализатор трябва да се определи също дали измерваният материал ще оказва натиск върху устройството. Ако случаят е такъв, то трябва да се заложи на нивосигнализатор, способен да издържи на условия с високо налягане.

Всички нивосигнализатори са равнопоставени по отношение на температурата. Базовият материал на устройството и видът на опроводяването му ще определят температурните стойности, на които ще може да издържи то. Въпреки че всички нивосигнализатори могат да се използват за широк диапазон от приложения, само специално проектирани устройства могат да издържат на високи температури от 1000 и повече градуса целзий.

Нивосигнализаторите могат да генерират различни видове изходен сигнал – релеен, аналогов или цифров. Типът на изходния сигнал трябва да е в съответствие с контролера, който ще приема данните.

Всички нивосигнализатори са лесно преносими на ръка и са малки и компактни устройства. Въпреки че това е обща характеристика за всички такива устройства, някои нивосигнализатори могат да бъдат монтирани в определен вид съдове по-лесно от други. Този фактор често се пренебрегва сред множеството съображения при избора на нивосигнализатор. Първата стъпка в процеса на избор трябва да бъде именно изчисляване на размера на съда и броя на необходимите нивосигнализатори за него.

Някои производители предпочитат да получават непрекъснати отчитания при покачване на нивото на съдържанието в даден съд. Това може да бъде постигнато или чрез нивосигнализатори за постоянно измерване, или чрез прецизно позиционирани нивосигнализатори за точково измерване.


Вижте още от Измервателна техника


Ключови думи: нивосигнализатори, измерване на ниво, измервателни уреди



Редактор на статията:

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

Отговорен редактор

• Завършва специалност "Инженерна екология" в Химикотехнологичен и металургичен университет;


• Заема длъжността "Отговорен редактор" в издателство TLL Media от 2020 г.;

• Разполага с над 10 години опит в създаването на съдържание и писането на научни статии.

Контакт в LinkedIn


Top