 |
|
|
|
|
 |
||||
 |
Měření výšky hladiny |
|||
| ||||
 |
| |||
|
Co jsou to snímače hladiny? Vzhledem k integraci procesního řízení v průmyslu se snímače hladiny dělí na dva základní typy. Hladinové spínače se používají k ohlášení dosažení předem nastavené výšky hladiny. Obvykle tento typ snímače pracuje jako max. alarm signalizující splnění podmínky nebo jako indikace min. alarmu. Spojité snímače hladiny jsou technicky složitější a poskytují monitorování celého systému. Tyto snímače měří hladinu kapaliny v celém svém rozsahu, nejen tedy v jednom bodě a dávají analogový výstup, jehož hodnoty přímo korelují s hladinou v nádrži. V rámci řídícího systému se přivádí analogový výstup do regulačního obvodu a na ukazující přístroj. Výběr snímače hladiny Před výběrem snímače hladiny je třeba odpovědět na následující klíčové otázky:
Plovákové spínače U těchto spínaču se pohybuje s hladinou magnetický plovák, který působí na hermeticky těsné jazýčkové relé. Je to jednoduchá konstrukce nenáročná na údržbu, odolná proti šokům, vibracím a tlaku; a pracuje s různými médii. Jazýčkové relé může být jednopólové s jedním nebo dvěma toroidními magnety. Bezdotykové ultrazvukové snímače Tyto snímače mají vestavěný analogový procesor, mikroprocesor, binárně kódované ( BCD ) desítkové přepínače rozsahu a převodník pro výstupní obvod. Přenáší pulzy a hradlový signál z mikroprocesoru přes procesor analogového signálu k čidlu, které vysílá ultrazvukový paprsek k povrchu kapaliny. Smač pak detekuje odezvu od povrchu a přivádí ji zpět na mikroprocesor k digitálnímu zpracování a prezentaci vzdálenosti mezi snímačem a povrchem - hladinou. Pomocí konstanty aktualizované z přijímaných signálů vypočítává mikroprocesor průměrné hodnoty měřené hladiny. U spojitě měřícího snímače hladiny převádí mikroprocesor průměrované hodnoty na analogový signál 4 až 20mA lineárně s hladinou kapaliny. Pokud nepřijde odezva od hladiny do snímače v rozmezí 8 sekund, poklesne výstupní signál ze snímače pod 4mA, ukazuje se tím na buďto minimální hladinu nebo otevřené potrubí. U hladinového spínače ( bodový snímač ) porovnává mikroprocesor průměrnou hodnotu s nastavenou na BCD spínači a spíná výstupní relé buď při vysoké nebo nízké hladině. Pokud se signál ztratí v 8 sekundách, odpojí se relé a obnoví se původní stav. Elektronické obvody zajišťují také půlsekundové zpoždění, aby se vyloučil vliv víření na hladině. Dotykové ultrazvukové snímače Je to ultrazvukový spínač s nízkou spotřebou elektrické energie měřící hladinu v jednom bodě. Sestává ze snímače umístěného v procesu a vestavěného polovodičového spínače, dotykové ultrazvukové snímače nemají pohyblivé části a nevyžadují kalibraci. Obvykle jsou vybaveny svorkami pro připojení napájecího zdroje a vnějších řídících prostředků. Ultrazvukový signál prochází napříč 12mm mezerou ve snímači a ovládá sepnutí releových kontaktů, pokud je v mezeře kapalina. Snímače jsou citlivé právě na hladinu nacházející se uprostřed mezery při jejich horizontální montáži a při horní úrovni hladiny v mezeře při montáži vertikální. Pokud hladina klesne pod tuto úroveň, ultrazvukový signál poklesne a releové kontakty se přepnou do původní polohy. Tyto snímače jsou používány v nádržích nebo potrubích k automatickému ovládání čerpadel, solenoidových ventilů a max. / min. alarmů. Dva snímače jsou potřeba pro plnění a vyprazdňování nádrže a k měření objemů kapalin. Jsou kompatibilní s většinou kapalin, nejsou citlivé k povlakům, lepivým kapkám, pěně a páře. Avšak kapaliny vysoce sycené vzduchem a kapaliny velmi viskózní, které zanesou otvor snímače, mohou způsobit problémy. Kapacitní snímače hladiny Tak jako ultrazvukové snímače i kapacitní snímače lze využít jak pro bodové tak i spojité měření hladiny. Jejich sonda monitoruje změny hladiny v nádrži, elektronicky se výstup sondy mění kapacitně i odporově a tyto změny se převedou na analogové signály. Sondu a stěnu nádrže lze přirovnat ke dvěma deskám kondenzátoru, roztok pak k dielektriku. Ulpívající materiál na sondě nemá vliv na měření, protože samotný signál vychází ze změn hladiny. Při nevodivých kapalinách lze použít buď dvě elektrody nebo vnější vodivý pás na nádrži. Sonda může být tuhá nebo ohebná, obvykle vodiče izolované PTFE. Použití nerezové oceli jako základní kov pro elektrodu poskytuje mimořádnou citlivost potřebnou pro měření nevodivých kapalin, granulátů nebo materiálů s nízkou dielektrickou konstantou ( menší než 4). Pružné sondy se musí použít, pokud není zcela jasná možnost použití sondy tuhé nebo se v aplikacích vyžaduje jejich velká délka. Tuhé sondy poskytují vyšší stabilitu, zejména v systémech turbulentních, anebo kde lze předpokládat - očekávat fluktuaci signálu. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
