من به عنوان یک تأمین کننده معتبر از سطح زیر سطح زیر سطح ، من اغلب در مورد اصل کار در پشت این دستگاه های اساسی سؤال می شود. سنجهای سطح زیر آب نقش مهمی در صنایع مختلف دارند ، از تصفیه آب و نظارت بر محیط زیست گرفته تا کنترل فرآیند صنعتی. درک چگونگی کار آنها برای تصمیم گیری آگاهانه هنگام انتخاب تجهیزات مناسب برای نیازهای خاص شما مهم است.
مفهوم اساسی سنجهای سطح زیر آب
در هسته آن ، یک سنج سطح زیر آب برای اندازه گیری سطح مایع در یک مخزن ، چاه یا سایر ظرف طراحی شده است. ایده اصلی استفاده از فشار هیدرواستاتیک اعمال شده توسط ستون مایع در بالای سنج برای تعیین سطح است. فشار هیدرواستاتیک به طور مستقیم با ارتفاع ستون مایع ، چگالی مایع و شتاب ناشی از گرانش متناسب است. این رابطه با فرمول شرح داده شده است:
$ p = \ rho \ times g \ times h $
کجا:
- $ P $ فشار هیدرواستاتیک است
- $ \ rho $ چگالی مایع است
- $ g $ شتاب به دلیل گرانش است (تقریباً 9.81 متر بر ثانیه)
- $ H $ ارتفاع ستون مایع است
با اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک در عمق شناخته شده ، می توانیم با استفاده از فرمول فوق ، سطح مایع را محاسبه کنیم. این اصل اساسی در پشت همه سنجهای سطح زیر آب است.
اجزای سنج سطح زیر آب
یک سنج سطح زیر آب معمولی از چندین مؤلفه کلیدی تشکیل شده است که هر کدام نقش خاصی در فرآیند اندازه گیری دارند:
سنسور فشار
سنسور فشار قلب سنج سطح زیر آب است. این مسئول تبدیل فشار هیدرواستاتیک به یک سیگنال الکتریکی است. انواع مختلفی از سنسورهای فشار وجود دارد که در سنجهای سطح زیر آب استفاده می شود ، از جمله سنسورهای سنج کرنش ، سنسورهای خازنی و سنسورهای پیزوره ای.
- سنسورهای سنجش کرنش: این سنسورها با اندازه گیری تغییر در مقاومت الکتریکی یک فشار کرنش هنگام فشار در فشار کار می کنند. سنج کرنش به طور معمول از یک فویل فلزی نازک یا سیم ساخته شده است که به دیافراگم پیوند می یابد. هنگامی که فشار به دیافراگم اعمال می شود ، تغییر شکل می یابد و باعث تغییر در مقاومت سنج کرنش می شود. این تغییر در مقاومت سپس به یک سیگنال الکتریکی متناسب با فشار تبدیل می شود.
- سنسورهای خازنی: سنسورهای خازنی تغییر ظرفیت بین دو الکترود را اندازه گیری می کنند که فاصله بین آنها به دلیل فشار تغییر می کند. الکترودها به طور معمول توسط یک ماده دی الکتریک از هم جدا می شوند و خازن متناسب با فاصله بین الکترودها است. هنگامی که فشار به سنسور اعمال می شود ، دیافراگم تغییر شکل می یابد و فاصله بین الکترودها و در نتیجه خازن را تغییر می دهد. این تغییر در خازن سپس به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
- سنسورهای پیزوره: سنسورهای Piezoresistive با اندازه گیری تغییر در مقاومت الکتریکی یک ماده پیزوره در هنگام فشار در فشار کار می کنند. ماده piezoresistive به طور معمول نیمه هادی است که هنگام تغییر شکل ، تغییر مقاومت را نشان می دهد. هنگامی که فشار به سنسور اعمال می شود ، دیافراگم تغییر شکل می یابد و باعث تغییر در مقاومت مواد پیزوره می شود. این تغییر در مقاومت سپس به یک سیگنال الکتریکی متناسب با فشار تبدیل می شود.
مدار تهویه سیگنال
مدار تهویه سیگنال وظیفه تقویت ، فیلتر کردن و تبدیل سیگنال الکتریکی از سنسور فشار به یک خروجی قابل استفاده را دارد. این ماده به طور معمول شامل یک تقویت کننده ، یک فیلتر و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) است. تقویت کننده دامنه سیگنال الکتریکی را به سطحی افزایش می دهد که به راحتی توسط ADC قابل پردازش است. فیلتر هرگونه سر و صدای ناخواسته یا تداخل را از سیگنال حذف می کند. ADC سیگنال آنالوگ را به یک سیگنال دیجیتال تبدیل می کند که می تواند بیشتر پردازش یا به یک سیستم کنترل منتقل شود.
کابل
از کابل برای اتصال سنج سطح زیر آب به سیستم کنترل یا دستگاه نظارت استفاده می شود. این ماده به طور معمول از چندین هادی ، از جمله سیم های برق ، سیم های سیگنال و سیم زمین تشکیل شده است. این کابل به گونه ای طراحی شده است که ضد آب و مقاوم در برابر خوردگی باشد ، زیرا اغلب برای مدت زمان طولانی در مایع غوطه ور می شود.
محفظه
محفظه پوسته بیرونی سنج سطح زیر آب است که از اجزای داخلی از محیط محافظت می کند. این ماده به طور معمول از یک ماده بادوام مانند فولاد ضد زنگ یا پلاستیک ساخته شده است و به گونه ای طراحی شده است که ضد آب و مقاوم در برابر خوردگی باشد. مسکن همچنین شامل یک درگاه فشار یا دیافراگم است که به مایع اجازه می دهد تا با سنسور فشار در تماس باشد.
فرآیند کار یک سطح زیر آب
روند کار یک سنج سطح زیر آب را می توان به چندین مرحله تقسیم کرد:
نصب
اولین قدم نصب سنج سطح زیر آب در ظرف مایع است. این به طور معمول شامل پایین آمدن سنج به مایع با استفاده از کابل یا نصب آن در کنار ظرف است. سنج باید در مکانی نصب شود که بتواند سطح مایع را به طور دقیق اندازه گیری کند ، به دور از هر منبع آشفتگی یا آشفتگی.
اندازه گیری فشار
پس از نصب سنج ، سنسور فشار فشار هیدرواستاتیک اعمال شده توسط ستون مایع بالای آن را اندازه گیری می کند. سنسور فشار فشار هیدرواستاتیک را به یک سیگنال الکتریکی متناسب با فشار تبدیل می کند.
پردازش سیگنال
سپس سیگنال الکتریکی از سنسور فشار به مدار تهویه سیگنال ارسال می شود. مدار تهویه سیگنال باعث تقویت ، فیلترها و تبدیل سیگنال الکتریکی به یک خروجی قابل استفاده می شود. سیگنال خروجی می تواند یک سیگنال آنالوگ (مانند سیگنال فعلی 4-20 میلی آمپر) یا سیگنال دیجیتالی (مانند پروتکل Modbus یا HART) باشد.
انتقال داده ها
سیگنال خروجی از مدار تهویه سیگنال سپس با استفاده از کابل به سیستم کنترل یا دستگاه مانیتورینگ منتقل می شود. سپس سیستم کنترل یا دستگاه نظارت می تواند داده ها را پردازش کرده و سطح مایع را روی صفحه نمایش نمایش داده یا از آن برای کنترل سایر تجهیزات استفاده کند.
کالیبراسیون
به صورت دوره ای ، برای اطمینان از اندازه گیری دقیق ممکن است سنج سطح زیر آب نیاز به کالیبره باشد. کالیبراسیون شامل مقایسه خروجی سنج با یک مقدار مرجع شناخته شده و تنظیم سنج بر این اساس است. این کار می تواند با استفاده از یک ابزار کالیبراسیون یا با مقایسه سنج با سنج مرجع کالیبره شده انجام شود.
برنامه های سنجهای سطح زیر آب
سنجهای سطح زیر آب به طور گسترده در صنایع مختلف برای انواع برنامه ها استفاده می شود ، از جمله:
تصفیه آب
در کارخانه های تصفیه آب ، از سنجهای سطح زیر آب برای اندازه گیری سطح آب در مخازن ، مخازن و چاه ها استفاده می شود. این اطلاعات برای کنترل جریان آب ، نظارت بر سطح آب و اطمینان از عملکرد مناسب فرآیند تصفیه استفاده می شود.
نظارت بر محیط زیست
از سنجهای سطح زیر آب در برنامه های نظارت بر محیط زیست برای اندازه گیری سطح آب در رودخانه ها ، دریاچه ها و اقیانوس ها استفاده می شود. این اطلاعات برای نظارت بر سطح آب ، تشخیص سیل و مطالعه چرخه آب استفاده می شود.
کنترل فرآیند صنعتی
در فرآیندهای صنعتی ، از سنجهای سطح زیر آب برای اندازه گیری سطح مایعات در مخازن ، راکتورها و سایر کشتی ها استفاده می شود. این اطلاعات برای کنترل جریان مایعات ، نظارت بر روند و اطمینان از ایمنی و کارآیی عملکرد استفاده می شود.
کشاورزی
در کشاورزی ، از سنجهای سطح زیر آب برای اندازه گیری سطح آب در کانال های آبیاری ، چاه ها و مخازن استفاده می شود. این اطلاعات برای کنترل سیستم آبیاری ، نظارت بر در دسترس بودن آب و اطمینان از رشد مناسب محصولات زراعی استفاده می شود.
مزایای سنجهای سطح زیر آب
سنجهای سطح غوطه وری مزایای بسیاری از انواع دیگر دستگاه های اندازه گیری سطح را ارائه می دهند:
دقت بالا
سنجهای سطح زیر آب می توانند اندازه گیری های بسیار دقیقی از سطح مایع را ارائه دهند ، به طور معمول با دقت 0.1 ٪ تا 0.5 ± از مقیاس کامل. این امر باعث می شود آنها برای برنامه هایی که در آن اندازه گیری سطح دقیق مورد نیاز است مناسب باشد.
نصب آسان
سنجهای سطح زیر آب قابل نصب هستند ، زیرا با استفاده از کابل می توان آنها را به راحتی در ظرف مایع پایین آورد. این امر باعث می شود آنها برای برنامه هایی که نصب انواع دیگر دستگاه های اندازه گیری سطح دشوار یا غیر عملی است ، مناسب باشد.
طیف گسترده ای از برنامه ها
از سنجهای سطح زیر آب می توان در طیف گسترده ای از برنامه ها از جمله تصفیه آب ، نظارت بر محیط زیست ، کنترل فرایند صنعتی و کشاورزی استفاده کرد. این امر آنها را به یک راه حل همه کاره و مقرون به صرفه برای بسیاری از صنایع مختلف تبدیل می کند.
نگهداری کم
سنجهای سطح زیر آب نیاز به نگهداری نسبتاً کمی دارند ، زیرا آنها به گونه ای طراحی شده اند که بادوام و قابل اعتماد باشند. آنها به طور معمول عمر طولانی مدت دارند و می توانند در محیط های سخت و بدون تخریب قابل توجهی در عملکرد فعالیت کنند.
پایان
در نتیجه ، سنجهای سطح زیر آب دستگاه های اساسی برای اندازه گیری سطح مایع در برنامه های مختلف هستند. آنها بر اساس اصل فشار هیدرواستاتیک کار می کنند و از چندین مؤلفه اصلی از جمله سنسور فشار ، مدار تهویه سیگنال ، کابل و مسکن تشکیل شده اند. فرآیند کار یک سنج سطح زیر آب شامل نصب ، اندازه گیری فشار ، پردازش سیگنال ، انتقال داده ها و کالیبراسیون است. سنجهای سطح غوطه وری چندین مزیت از جمله دقت بالا ، نصب آسان ، طیف گسترده ای از برنامه ها و نگهداری کم را ارائه می دهند.
اگر برای درخواست خود به یک سنج سطح زیر آب با کیفیت بالا نیاز دارید ، ما از شما دعوت می کنیم طیف وسیعی از محصولات ما را کشف کنید.اندازه گیری سطح مایع از نوع intoبافرستنده سطح مایع زیر آبوتسنجش سطح هیدرواستاتیکبشر محصولات ما به گونه ای طراحی شده اند که اندازه گیری سطح دقیق و قابل اعتماد در طیف گسترده ای از محیط ها را ارائه می دهند. امروز برای بحث در مورد نیازهای خاص خود با ما تماس بگیرید و به شما کمک می کند تا راه حل مناسبی را برای نیازهای خود پیدا کنید.
منابع
- "اندازه گیری فشار صنعتی: اصول و کاربردهای" توسط ریچارد ا.
- "اندازه گیری سطح: یک راهنمای عملی" توسط John Gw Huddleston
- "راهنمای ابزار دقیق و کنترل فرآیند" توسط ویلیام دی کوپر