Porady
Czujniki napełnienia, czujnik przepływu do automatycznego sterowania włączaniem i wyłączaniem pomp. Czujniki pływakowe i napełnienia Honeywell, B.I.O-TECH e.K., Bürkert o zróżnicowanym stopniu ochrony, umożliwią regulację i kontrolę zawartości zbiorników w zaawansowanych układach hydraulicznych.
Przepływomierze i czujniki poziomu wykrywają przepływ cieczy i gazów przez rurę lub poziom cieczy lub towarów masowych w zbiorniku bądź pojemniku. Dowiedz się, jak działają te czujniki w naszym poradniku.
-
Czym są czujniki napełnienia?
W technice pomiarowej przepływomierze są urządzeniami służącymi do pomiaru natężenia przepływu cieczy lub substancji gazowych. Są one zwykle instalowane w rurociągach transportujących ciecz..
Zarówno natężenie przepływu gazu, jak i cieczy można mierzyć w wielkościach fizycznych, takich jak litry na sekundę lub kilogramy na sekundę. Wielkości te są powiązane z gęstością materiału, przy czym gęstość cieczy zasadniczo nie podlega żadnym warunkom. W przypadku gazów gęstość zależy jednak od ciśnienia, temperatury i w mniejszym stopniu od składu.
Istnieją mechaniczne i elektryczne wersje przepływomierzy. Czujnik do elektrycznego pomiaru przepływu można znaleźć na przykład w przepływowych podgrzewaczach wody, które wykorzystują go do określenia natężenia przepływu obiegowego lub w pralkach, które napełniają pojemnik bębna do różnych wysokości w zależności od obciążenia.
Mechaniczne urządzenia do pomiaru przepływu rejestrują przepływ cieczy lub gazu przez części mechaniczne, takie jak wirnik. Zliczają one obroty i na tej podstawie określają objętościowe natężenie przepływu. Zalety przepływomierzy mechanicznych obejmują ich niski koszt początkowy, możliwość produkcji w małych rozmiarach i ich przydatność do zastosowań o bardzo niskim przepływie.
Przepływomierze różnicy ciśnień zwykle powodują wzrost prędkości płynu lub gazu i odpowiadający mu spadek ciśnienia w układzie, przy czym część ciśnienia jest przekształcana w energię kinetyczną lub prędkość. Mierząc spadek ciśnienia, można obliczyć prędkość, a tym samym natężenie przepływu..
Przepływomierze wirowe bazują na przepływie strumienia turbulentnego. Gdy ciecz wchodzi w kontakt z prętem pomiarowym miernika wirowego, elektronika piezoelektryczna zlicza wiry i przekształca je w natężenie przepływu. Przepływomierze Vortex są stosunkowo niedrogie, mogą mierzyć ciecze lub gazy, są przystosowane do reagowania na skraplanie i nie mają stref zastoju.
Przepływomierze magnetyczne określają natężenie przepływu poprzez generowanie pola magnetycznego i pomiar powstałego napięcia. Mierniki te są generalnie niedrogie, mają niezakłóconą ścieżkę przepływu i są dostępne z różnymi konstrukcjami elektrod do wielu zastosowań. Mogą one jednak mierzyć tylko ciecze przewodzące.
Przepływomierze Coriolisa wykorzystują siłę Coriolisa do określenia masowego natężenia przepływu. Większość przepływomierzy Coriolisa wprawia w drgania dwie rury i mierzy zmianę drgań w momencie rozpoczęcia przepływu. Przepływomierze Coriolisa oferują niezwykle wysoką precyzję i dokładność pomiaru.
Przepływomierze ultradźwiękowe wykorzystują impulsy ultradźwiękowe do pomiaru przepływu cieczy. Istnieją dwa główne typy: przepływomierze czasu przelotu i urządzenia dopplerowskie. W przepływomierzach czasu przelotu wiele czujników umieszcza się przed i za rurą na jej zewnętrznej stronie. Gdy ciecz porusza się z jednym strumieniem i przeciw drugiemu, różnica czasu między dwoma strumieniami jest wykorzystywana do obliczenia natężenia przepływu.
Dopplerowskie przepływomierze ultradźwiękowe natomiast wykorzystują czujnik, który wysyła impuls ultradźwiękowy do rury, który jest odbijany od cząsteczek i pęcherzyków. Na podstawie efektu Dopplera można zmierzyć zmiany w częstotliwości impulsu i z nich wyprowadzić przepływ. Jednakże przepływomierze ultradźwiękowe Dopplera wymagają obecności cząsteczek lub pęcherzyków w przepływie, aby mogły działać.
Przepływomierze optyczne wykorzystują dwa światła i odpowiednie czujniki do pomiaru natężenia przepływu. Urządzenia te określają, jak długo trwa przepływ medium. Istnieją laserowe przepływomierze dwuogniskowe do wykrywania cząstek i pęcherzyków oraz urządzenia z detektorem scyntylacyjnym do pomiaru prędkości cieni i nieregularności. Mocne strony przepływomierzy optycznych obejmują wysoką precyzję, niezakłóconą ścieżkę przepływu, niski koszt w stosunku do rozmiaru rury i są idealne do zmiany płynów.
Termiczne przepływomierze masowe opierają się na założeniu, że rozprzestrzenianie się ciepła między dwoma punktami przepływu jest proporcjonalne do przepływu masowego. Podgrzewając element i umieszczając go przed czujnikiem temperatury, można określić masowe natężenie przepływu. Zalety przepływomierzy masowych termicznych polegają na ich zdolności do bezpośredniego pomiaru masy, dostępności jako typ wbudowany i wysokiej dokładności.
Czujniki poziomu służą do określania poziomu napełnienia cieczy lub towarów masowych w zbiornikach, beczkach lub pojemnikach ciśnieniowych. Mają one szczególne znaczenie tam, gdzie ręczne określenie poziomu napełnienia byłoby niemożliwe lub niebezpieczne. Dotyczy to na przykład zbiorników w pojazdach lub systemów ogrzewania olejowego.
W zależności od zastosowania można rozróżnić metody i urządzenia do pomiaru poziomu, z których najważniejsze obejmują przezroczyste, rurowe lub refleksyjne wskaźniki poziomu oraz magnetyczne czujniki poziomu.
Odblaskowy wskaźnik poziomu działa poprzez wykrywanie różnic w współczynniku załamania światła pomiędzy cieczami i oparami. Wskaźniki te są wytrzymałe, odporne na wysokie temperatury i ciśnienia oraz zazwyczaj wykonane ze stali węglowej lub nierdzewnej. W fazie gazowej lub parowej pryzmatyczne rowki w szkle odbijają padające światło. W fazie ciekłej światło jest pochłaniane, przez co poziom na wzierniku wydaje się zaciemniony. Odbiciowe mierniki poziomu są często stosowane ze względu na niskie koszty zakupu, eksploatacji i łatwość odczytu.
Czujniki magnetyczne do pomiaru poziomu działają zgodnie z zasadą wyporu Archimedesa i są niezwykle trwałe. Pływak magnetyczny jest lżejszy od otaczającej go cieczy i dlatego unosi się na powierzchni. Jego położenie można określić za pomocą jednego lub kilku styków kontaktronowych. Stosowane są często w środowiskach o wysokim ciśnieniu, wysokich temperaturach i wysoce toksycznych lub żrących substancjach. Jednakże sondy te są również wykorzystywane do bezkontaktowego pomiaru poziomu, na przykład w zbiorniku wody ekspresu do kawy.
Rurkowy wskaźnik poziomu jest najprostszą formą miernika napełnienia. Jego preferowanym obszarem zastosowania są środowiska o niskim i nietoksycznym ciśnieniu. Czujnik ten wskazuje poziom cieczy procesowych poprzez odczyt bezpośrednio ze zbiorników lub pojemników.
Na przykład przepływomierze ultradźwiękowe są dostępne do użytku mobilnego. Sensory są połączone z poręcznym urządzeniem za pomocą kabla. Te urządzenia pomiarowe nadają się szczególnie do pomiarów kontrolnych lub do szybkiego określania natężenia przepływu w rurze.