سنسور سطح چیست؟

وقتی برای رانندگی سوار ماشین خود می شوید، اغلب به گیج بنزین خود نگاه می کنید که نوعی سنسور سطح است. صنایع از چندین نوع حسگر سطح مختلف برای شناسایی محصولات خود استفاده می کنند.

در این مقاله قصد داریم در مورد انواع مختلف سنسورهای سطح مورد استفاده در صنعت با فرمتی بسیار آسان صحبت کنیم. بنابراین سنسور سطح چیست؟

طبقه بندی سنسور یا حسگر سطح

سنسورهای سطح را می توان به دو دسته تقسیم کرد؛

اندازه‌گیری سطح نقطه‌ای زمانی را نشان می‌دهد که یک محصول در یک نقطه خاص وجود دارد و اندازه‌گیری سطح پیوسته سطح پیوسته یک محصول را هنگام بالا و پایین رفتن نشان می‌دهد.

– اندازه گیری سطح نقطه ای

– اندازه گیری سطح مداوم

ما در مورد نحوه عملکرد آنها و اینکه کدام برنامه‌ها برای فناوری آنها مناسب‌تر هستند، و همچنین محدودیت‌های آنها در برنامه‌های خاص صحبت خواهیم کرد.

حسگرهای اندازه گیری سطح نقطه

اجازه دهید ابتدا در مورد سنسورهای نشانگر سطح نقطه صحبت کنیم. شروع با حسگرهای سطح خازنی.

1- سنسور سطح خازنی

یک سنسور سطح خازنی یک حسگر مجاورتی است که میدان الکتریکی ایجاد می‌کند و سطحی را با تأثیر بر میدان الکتریکی آن تشخیص می‌دهد. مزایای این حسگرها عبارتند از:

– کم اهمیت

– ارزانتر از سایر سنسورها

– تهاجمی به محصول

– دقیق

– فاقد قطعات متحرک

با این حال، آنها باید کالیبره شوند و فقط مایعات خاصی را تشخیص می دهند.

حسگرهای ظرفیت را می توان در مخازن ذخیره مایع استفاده کرد. یک مرکز تصفیه آب که دارای مخازن ذخیره سازی است، استفاده ایده آلی برای سنسور خازن خواهد بود.

2- سنسور سطح نوری

حسگر سطح نقطه بعدی که در مورد آن صحبت خواهیم کرد یک حسگر سطح نوری است.

حسگرهای نوری با تبدیل پرتوهای نور به سیگنال‌های الکتریکی کار می‌کنند که مقدار فیزیکی نور را اندازه‌گیری می‌کنند و سپس آن را به اندازه‌گیری تبدیل می‌کنند.

– این سنسورها فاقد قطعات متحرک هستند

– تحت تاثیر فشار یا دمای بالا قرار نمی گیرند

– اندازه آنها کوچک است

– می توان از آنها در کاربردهای مایع استفاده کرد

اما، اگر لنز روکش یا کثیف شود، نیاز به تمیز کردن دارند.

از آنها می توان به عنوان نشانگرهای سطح پایین برای جلوگیری از خشکی در هنگام استفاده از روغن، خنک کننده یا هیدرولیک استفاده کرد.

3- سنسور سطح هدایت (مقاومت)

یک سبک دیگر از سنسور سطح نقطه، رسانایی یا مقاومت است.

یک حسگر رسانایی یا مقاومت از یک کاوشگر برای خواندن رسانایی استفاده می کند. کاوشگر دارای یک جفت الکترود است و جریان متناوب به آنها اعمال می کند.

هنگامی که مایعی پروب را می پوشاند، الکترودهای آن بخشی از مدار الکتریکی را تشکیل می دهند که باعث جریان یافتن جریان می شود که سطح بالا یا پایین را نشان می دهد.

مزایای استفاده از سنسور سطح رسانایی عبارتند از:

– هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد

– کم هزینه هستند

– استفاده نسبتاً آسان

 

معایب عبارتند از:

– آنها تهاجمی هستند (به این معنی که باید محصولی را که حس می شود لمس کنند)

– آنها فقط مایعات رسانا را حس می کنند

– کاوشگر به مرور زمان فرسایش می یابد

استفاده مناسب از این حسگرها برای سیگنال دهی سطوح بالا یا پایین است.

4- سنسور سطح ویبره (چنگال تنظیم)

چنگال های ارتعاشی یا تنظیم کننده نوع دیگری از سنسور سطح نقطه است.

آنها از یک عنصر حسگر چنگالی شکل با دو تیغه استفاده می کنند.

چنگال در فرکانس تشدید طبیعی خود می لرزد. با تغییر سطح، فرکانس فورک با تشخیص سطح تغییر می کند. این حسگرها عبارتند از:

– مقرون به صرفه و جمع و جور

– تهاجمی به محصول، به این معنی که آنها باید مواد را لمس کنند تا سطح را حس کنند

– نصب آسان

– اساساً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری

بر اساس مطالبی که می توانند حس کنند، کاربرد نامحدودی دارند. صنایع معدنی، مواد غذایی و آشامیدنی و فرآوری شیمیایی از این حسگرها برای کاربردهای خود استفاده می کنند.

5- سوئیچ شناور

آخرین سنسور سطح نقطه ای که در مورد آن صحبت خواهیم کرد یک سوئیچ شناور است.

سوئیچ‌های شناور از یک شناور استفاده می‌کنند، وسیله‌ای که هنگام اعمال یا برداشتن محصول بالا یا پایین می‌آید، که با افزایش یا کاهش سطح حرکت شناور مدار را باز یا بسته می‌کند.

 

مزایای سوئیچ شناور عبارتند از:

– آنها دستگاه بدون برق هستند

– آنها یک نشانه مستقیم ارائه می دهند

– ارزان هستند

 

معایب عبارتند از:

– آنها به محصول تهاجمی هستند

– دارای قطعات متحرک هستند

– اندازه آنها می تواند بزرگ باشد

 

سوئیچ‌های شناور فقط یک سطح بالا یا پایین را نشان می‌دهند، آنها نمی‌توانند سطح متغیر را اندازه‌گیری کنند.

یک کاربرد عالی برای سوئیچ های شناور در مخازن ذخیره مایع برای نشان دادن سطح بالا یا پایین است.

سنسورهای اندازه‌گیری سطح پیوسته

اکنون، بیایید در مورد سنسورهای اندازه گیری سطح پیوسته صحبت کنیم. ما با حسگرهای اولتراسونیک شروع خواهیم کرد.

1- سنسور سطح اولتراسونیک

سنسورهای سطح اولتراسونیک با انتشار و دریافت امواج اولتراسونیک کار می کنند.

مدت زمانی که طول می کشد تا امواج به عقب منعکس شوند، نحوه اندازه گیری فاصله است.

 

مزیت استفاده از این نوع سنسور این است که:

این سنسورها فاقد قطعات متحرک هستند

– جمع و جور هستند

– قابل اعتماد هستند

– غیر تهاجمی (غیر تماسی)

– تحت تاثیر خواص موادی که حس می کنند

– خود تمیز شوندگی به دلیل ارتعاشاتی که ایجاد می کنند

 

معایب استفاده از این نوع سنسور این است که:

– آنها می توانند گران باشند

– در برخی شرایط، محیط می تواند تأثیر منفی بر آنها بگذارد

 

نمونه کاربرد مخزن آسفالت داغ در یک کارخانه تولید زونا است.

سنسور اولتراسونیک در بالای مخزن دور از آسفالت داغ قرار می گیرد و برای سنجش سطح به منظور ارسال درخواست پر شدن مخزن استفاده می شود.

2- سنسور سطح رادار

رادار یا مایکروویو نیز یک حسگر سطح پیوسته است.

این حسگرها امواج مایکروویو را توسط یک آنتن روی حسگر رادار ارسال می‌کنند.

محصولی که حس می شود این امواج مایکروویو را به آنتن منعکس می کند و زمان از انتشار تا دریافت سیگنال با سطح محصول متناسب است.

مزایای حسگرهای رادار این است که:

– تحت تأثیر دما، فشار یا گرد و غبار قرار نمی گیرند

– همچنین می توانند مایعات، خمیرها، پودرها و جامدات را اندازه گیری کنند

– بسیار دقیق هستند و نیازی به کالیبراسیون ندارند

– آنها غیر تهاجمی هستند زیرا مجبور نیستند محصولی را که حس می کند لمس کنند

 

معایب سنسورهای رادار این است که:

– آنها گران هستند

– محدوده تشخیص محدودی دارند

اگر به نمونه کارخانه تولید شینگل خود برگردیم، سنسور سطح رادار می تواند راه حل ایده آلی باشد. همانند سنسور اولتراسونیک، حسگرهای رادار برای مخازن ذخیره مایع داغ ایده آل هستند.

خلاصه

بیایید آنچه را که امروز در مورد آن صحبت کردیم، جمع بندی و مرور کنیم.

ما در مورد هفت نوع مختلف سوئیچ سطح و کاربردهای آنها صحبت کردیم.

برخی از برنامه‌های حسگر سطح ممکن است همپوشانی داشته باشند و هنگام تصمیم‌گیری درباره سنسور، شناسایی محصولی که حس می‌کنید و نوع بازخوردی که برنامه شما نیاز دارد، مهم است.

حسگرهایی مانند رسانایی یا مقاومت، ظرفیت خازنی، چنگال تنظیم، سوئیچ‌های شناور و حسگرهای سطح نوری را می‌توان برای نشان دادن سطح بالا یا پایین استفاده کرد.

در حالی که حسگرهای سطح اولتراسونیک و رادار می‌توانند سطح شما را اندازه‌گیری کنند تا بازخورد خاصی درباره مقدار محصول در یک مخزن ارائه دهند.

 

مقالات بیشتر:

1- سنسور سطح تماسی و غیر تماسی

 در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.