כיצד לבחור את משדר הרמה?

• מָבוֹא

משדר מדידת מפלס נוזלים הוא מכשיר המספק מדידת מפלס נוזלים רציפה. ניתן להשתמש בו כדי לקבוע את מפלס הנוזל או מוצקים בתפזורת בזמן מסוים. הוא יכול למדוד את מפלס הנוזל של חומרים כגון מים, נוזלים צמיגים ודלקים, או חומרים יבשים כגון מוצקים בתפזורת ואבקות.

ניתן להשתמש במשדר מדידת מפלס נוזלים בתנאי עבודה שונים כגון מיכלים, מיכלים ואפילו נהרות, בריכות ובארות. משדרים אלה נמצאים בשימוש נפוץ בתעשיות טיפול בחומרים, מזון ומשקאות, חשמל, כימיקלים וטיפול במים. כעת בואו נבחן כמה מדי מפלס נוזלים נפוצים.

• חיישן מפלס צולל

בהתבסס על העיקרון שהלחץ ההידרוסטטי הוא פרופורציונלי לגובה הנוזל, חיישן מפלס צולל משתמש באפקט פיאזורזיסטי של סיליקון מפוזר או חיישן קרמי כדי להמיר את הלחץ ההידרוסטטי לאות חשמלי. לאחר פיצוי טמפרטורה ותיקון ליניארי, הוא מומר לאות זרם סטנדרטי של 4-20mADC. ניתן להכניס את חלק החיישן של משדר הלחץ ההידרוסטטי הצוללת ישירות לנוזל, וניתן לקבע את חלק המשדר באמצעות אוגן או סוגר, כך שהוא נוח מאוד להתקנה ולשימוש.

חיישן מפלס צולל עשוי מרכיב סיליקון מפוזר מסוג בידוד מתקדם, אשר ניתן להכניס ישירות למיכל או למים כדי למדוד במדויק את הגובה מקצה החיישן ועד לפני המים, ולשלוח את מפלס המים באמצעות זרם של 4-20mA או אות RS485.

• חיישן מפלס מגנטי

מבנה המדף המגנטי מבוסס על עקרון צינור עוקף. מפלס הנוזל בצינור הראשי תואם לזו שבציוד המיכל. על פי חוק ארכימדס, הציפה שנוצרת על ידי המצוף המגנטי בנוזל ומאזן הכבידה על גבי המצוף על גבי מפלס הנוזל. כאשר מפלס הנוזל בכלי הנמדד עולה ויורד, המצוף הסיבובי בצינור הראשי של מד מפלס הנוזל עולה ויורד גם הוא. הפלדה המגנטית הקבועה במצוף מניעה את העמודה האדומה והלבנה במחוון להסתובב ב-180 מעלות דרך פלטפורמת הצימוד המגנטי.

כאשר מפלס הנוזל עולה, המצוף משתנה מלבן לאדום. כאשר מפלס הנוזל יורד, המצוף משתנה מאדום ללבן. הגבול הלבן-אדום הוא הגובה האמיתי של מפלס הנוזל של המדיום במיכל, כך שניתן לממש את חיווי מפלס הנוזל.

• חיישן מפלס נוזל מגנטוסטריקטיבי

מבנה חיישן מפלס הנוזל המגנטוסטריקטי מורכב מצינור נירוסטה (מוט מדידה), חוט מגנטוסטריקטי (חוט מוליך גל), מצוף נייד (עם מגנט קבוע בפנים) וכו'. כאשר החיישן פועל, חלק המעגל של החיישן יעורר את זרם הפולס על חוט מוליך הגל, ושדה מגנטי של זרם הפולס ייווצר סביב חוט מוליך הגל כאשר הזרם מתפשט לאורך חוט מוליך הגל.

מצוף ממוקם מחוץ למוט המדידה של החיישן, והמצוף נע מעלה ומטה לאורך מוט המדידה בהתאם לשינוי מפלס הנוזל. בתוך המצוף יש קבוצה של טבעות מגנטיות קבועות. כאשר השדה המגנטי של הזרם הפועם פוגש את השדה המגנטי של הטבעת המגנטית שנוצר על ידי המצוף, השדה המגנטי סביב המצוף משתנה, כך שחוט מוליך הגל העשוי מחומר מגנטוסטריקטיבי מייצר פולס גל פיתול במיקום המצוף. הפולס משודר חזרה לאורך חוט מוליך הגל במהירות קבועה ומזוהה על ידי מנגנון הגילוי. על ידי מדידת הפרש הזמן בין זרם הפולס המשודר לגל הפיתול, ניתן לקבוע במדויק את מיקום המצוף, כלומר, את מיקום פני הנוזל.

• חיישן רמת חומר כניסה לתדר רדיו

קליטת תדר רדיו היא טכנולוגיית בקרת רמה חדשה שפותחה מבקרת רמה קיבולית, שהיא אמינה יותר, מדויקת יותר וישימה יותר. זוהי שדרוג של טכנולוגיית בקרת רמה קיבולית.
מה שנקרא כניסת תדר רדיו פירושה ההופכי של עכבה בחשמל, המורכבת מרכיב התנגדותי, רכיב קיבולי ורכיב אינדוקטיבי. תדר רדיו הוא ספקטרום גלי הרדיו של מד מפלס נוזלים בתדר גבוה, ולכן ניתן להבין כניסת תדר רדיו כמדידת כניסת גלי רדיו בתדר גבוה.

כאשר המכשיר פועל, החיישן שלו יוצר את ערך הכניסה עם הקיר והתווך הנמדד. כאשר מפלס החומר משתנה, ערך הכניסה משתנה בהתאם. יחידת המעגל ממירה את ערך הכניסה הנמדד לפלט אות מפלס החומר כדי לבצע את מדידת מפלס החומר.

• מד מפלס אולטרסאונד

מד פלס אולטרסאונד הוא מכשיר פלס דיגיטלי הנשלט על ידי מיקרו-מעבד. במדידה, גל קולי דופק נשלח על ידי החיישן, וגלי הקול נקלטים על ידי אותו חיישן לאחר שהוחזרו על ידי פני השטח של העצם, ומומרים לאות חשמלי. המרחק בין החיישן לעצם הנבדק מחושב לפי הזמן בין שידור גל הקול לקליטתו.

היתרונות הם היעדר חלקים מכניים ניידים, אמינות גבוהה, התקנה פשוטה ונוחה, מדידה ללא מגע, ואי-השפעה מצמיגות וצפיפות הנוזל.

החיסרון הוא שהדיוק יחסית נמוך, וקל למצוא בבדיקה אזור עיוור. לא ניתן למדוד כלי לחץ ותווך נדיף.

• מד מפלס מכ"ם

אופן העבודה של מד מפלס הנוזלים של מכ"ם הוא שידור וקליטה מחזירי אור. האנטנה של מד מפלס הנוזלים של מכ"ם פולטת גלים אלקטרומגנטיים, המוחזרים על ידי פני השטח של האובייקט הנמדד ולאחר מכן נקלטים על ידי האנטנה. זמן המעבר של גלים אלקטרומגנטיים משידור לקליטה הוא פרופורציונלי למרחק עד לגובה הנוזל. מד מפלס הנוזלים של מכ"ם רושם את זמן גלי הפולס, ומהירות השידור של הגלים האלקטרומגנטיים קבועה, כך שניתן לחשב את המרחק מגובה הנוזל לאנטנת המכ"ם, על מנת לדעת את גובה הנוזל.

ביישום מעשי, ישנם שני מצבים של מד מפלס נוזלים עם מכ"ם, כלומר גל רציף עם אפנון תדר וגלי דופק. למד מפלס הנוזל עם טכנולוגיית גל רציף עם אפנון תדר יש צריכת חשמל גבוהה, מערכת ארבעה חוטים ומעגל אלקטרוני מורכב. למד מפלס הנוזל עם טכנולוגיית גלי דופק עם מכ"ם יש צריכת חשמל נמוכה, ניתן להפעיל אותו על ידי מערכת דו-חוטית של 24 וולט DC, קל להשגת בטיחות פנימית, דיוק גבוה וטווח יישומים רחב יותר.

• מד מפלס רדאר גלים מודרך

עקרון הפעולה של משדר מפלס מכ"ם גלים מודרך זהה לזה של מד מפלס מכ"ם, אך הוא שולח פולסים של מיקרוגל דרך כבל או מוט החיישן. האות פוגע בפני הנוזל, לאחר מכן חוזר לחיישן, ואז מגיע למארז המשדר. האלקטרוניקה המשולבת במארז המשדר קובעת את מפלס הנוזל על סמך הזמן שלוקח לאות לנוע לאורך החיישן ולחזור שוב. משדרי מפלס מסוג זה משמשים ביישומים תעשייתיים בכל תחומי טכנולוגיית התהליך.