ترانسمیترسطح چیست و چگونه کار می کنند؟

ترانسمیتر های سطح ابزارهایی هستند که اندازه گیری سطح مواد موجود در یک مخزن یا توده را مداوم اندازه گیری کرده و با مقدار ارتفاع یا سطح را با یک عدد به سیستم کنترل اعلام می نمایند. آنها سطوح محیطی مانند آب، مایعات چسبناک و سوخت یا مواد جامد را اندازه گیری می کنند. در هر صنعت فرآیندی، یک ترانسمیتر سطح برای جلوگیری از سرریز ضروری است. انواع مختلفی از ترانسمیتر سطح بر اساس شرایط رسانه فرآیند استفاده می شود .

اصول کار ترانسمیترهای سطح

اصول کار ترانسمیتر های سطح بر اساس اصل اساسی آنها متفاوت است. اما، تمام ترانسمیتر های سطح، سطح را به یکی از سه روش اندازه گیری می کنند:

• وزن مایع
• فشار سیال (در مایعات)
• موقعیت مواد (مایع یا جامد) در یک مخزن

ترانسمیتر های سطح به صورت مستقیم، غیر مستقیم، تماسی یا غیر تماسی طبقه بندی می شوند . اندازه گیری های سطح مستقیم، برای تغییرات سطح کم مشاهده شده در مخازن صنعتی مختلف ایده آل هستند. با این حال، اکثر فرستنده های سطح برای اندازه گیری سطح غیر مستقیم طراحی شده اند .

انواع ترانسمیترهای سطح:

هفت نوع ترانسمیتر سطح وجود دارد. هر نوع فرستنده برای فرآیندهای مختلف و خاص مفید است.

• ترانسمیترهای سطح مایع بر اساس فشار

ترانسمیترهای سطح مایع سطوح مایعات را تشخیص می دهند. این ترانسمیتر ها از یک دیافراگم استفاده کرده که این دیافراگم که خاصیت فنری دارد بر اثر فشار مایعات تغییر طول داده و این تغییر طول توسط یک سیستم الکترونیکی الکتریکی به جریان یا ولتاژ استاندارد برای سیستم کنترل ارسال می گردد. این ترانسمیتر باید در پایین ترین نقطه مخزن که امکان نصب دارد نصب گردد. شکل زیر این نمونه ترانسمیتر را نشان می دهد.

• فرستنده سطح اولتراسونیک

مبدل‌های اولتراسونیک که در بالای ظرف یا نزدیک آن نصب شده‌اند، از یک پالس اولتراسونیک استفاده می‌کنند. پالس به سطح مایع برخورد کرده و منعکس می شود. سپس سنسور سطح پر شدن را بر اساس زمان بین سیگنال ارسالی و دریافتی محاسبه می کند . از این نوع ترانسمیتر می توان برای هر نوع ماده ای استفاده کرد. شکل زیر این نمونه ترانسمیتر را نشان می دهد.

• ترانسمیترهای سطح ظرفیت خازنی

اصول کار اندازه گیری سطح خازنی بر اساس تغییر در ظرفیت خازن است. یک الکترود عایق شده به عنوان یک صفحه خازن عمل می کند و دیواره مخزن به عنوان صفحه دیگر عمل می کند. ظرفیت به سطح سیال بستگی دارد. مخزن خالی ظرفیت کمتری دارد در حالی که مخزن پر ظرفیت ظرفیت بالاتری دارد. ترانسمیترهای با اندازه گیری تغییرات ظرفیت، سطح پر شدن مخزن را محاسبه می کنند و تبدیل به جریان یا ولتاژ استاندارد برای سیستم کنترل می نمایند. شکل زیر این نمونه ترانسمیتر را نشان می دهد.

• ترانسمیترهای سطح هیدرواستاتیک

یک سنسور سطح هیدرواستاتیک فشار هیدرواستاتیک یک مایع را در یک عمق از پیش تعیین شده اندازه گیری می کند. حسگرهای سطح هیدرواستاتیک سطح مایع را با فشار مایع داخل مخزن اندازه گیری می کنند . هر چه نیروی مایع بیشتر باشد، حجم سیال بیشتر می شود. شکل زیر این نمونه ترانسمیتر را نشان می دهد

• ترانسمیتر های سطح مغناطیسی

این ترانسمیتر ها از یک جسم مغناطیسی معلق در یک شناور استفاده می کنند. این ترانسمیتر به دلیل بالا آمدن و فرورفتن شناور بر اساس سطح مایع برای اندازه گیری مداوم مناسب است. فرستنده های سطح مغناطیسی می توانند تقریباً با هر فرآیند سیالی مطابقت داشته باشند . شکل زیر این نمونه ترانسمیتر را نشان می دهد.

• ترانسمیتر های سطح راداری

این ترانسمیتر ها بر اساس اصل رادار مبتنی بر امواج الکترومغناطیسی در محدوده 10 گیگاهرتز تحت پهنای باند X مایکروویو کار می کنند . ترانسمیتر که در بالای یک مخزن پر از مایع نصب شده است، سیگنال راداری را به مایع می فرستد و بازتابی از سیگنال را دریافت می کند . سپس ترانسمیتر سطح پر شدن فعلی مخزن را بر اساس مدت زمانی که سیگنال ارسالی طول می کشد تا برگردد، تجزیه و تحلیل می کند . شکل زیر این نمونه ترانسمیتر را نشان می دهد.

• ترانسمیتر های سطح مایکروویو هدایت شونده

این ترانسمیتر ها یک پالس مایکروویو را از طریق کابل یا میله سنسور ارسال می کنند. سیگنال به سطح مایع برخورد می کند و به سنسور باز می گردد. وسایل الکترونیکی ادغام شده در محفظه ترانسمیتر ، سطح پر شدن را بر اساس زمان صرف شده توسط سیگنال برای حرکت به سمت پایین و برگشت سنسور تعیین می کند . شکل زیر این نمونه ترانسمیتر را نشان می دهد.