در هر مخزنی دو سؤال جدا وجود دارد: «چقدر پر است؟» و «آیا به حد خطر رسید؟». برای اولی ترانسمیتر پیوسته لازم است، اما برای دومی — که در عمل بیشتر با ایمنی سروکار دارد — یک لول سوئیچ ساده کافی است. محافظت پمپ در برابر خشککاری و جلوگیری از سرریز مخزن، دو کاری است که هر روز در همهٔ صنایع به عهدهٔ همین قطعهٔ کوچک است.
ویبرهای (چنگال ارتعاشی): استاندارد صنعت
یک چنگال دوشاخه با فرکانس طبیعی خودش مرتعش میشود؛ لحظهای که داخل مایع فرو میرود، فرکانس بهخاطر میرایی افت میکند و مدار الکترونیکی این تغییر را به یک خروجی سوئیچی تبدیل میکند. مزیت بزرگش این است که تقریباً به هیچ خاصیتی از سیال وابسته نیست — رسانایی، چگالی، ثابت دیالکتریک و کف، هیچکدام مهم نیستند و نیازی به کالیبراسیون هم ندارد.
- برای مایعات: اندرس هاوزر Liquiphant FTL50 و Liquiphant M FTL51 — نصب افقی روی دیواره برای حد، یا عمودی از بالا.
- برای جامدات و پودرها: Soliphant FTM20 و Soliphant M FTM51 — سیلوی سیمان، آرد، گرانول و دانه.
شناور (Float): سادهترین راه ممکن
یک شناور روی سطح مایع بالا و پایین میرود و در ارتفاع معین، کنتاکت مغناطیسی (رید سوئیچ) را میبندد. هیچ برقی برای خود اندازهگیری لازم نیست، قیمت پایین است و برای مایعات تمیز کاملاً قابل اتکاست. محدودیتش: قطعهٔ متحرک دارد و در سیال چسبنده یا پرذره ممکن است گیر کند. نمونهها: لول سوئیچ شناور کوبولد NAB، نسخهٔ سبک پلاستیکی NKP و مبدل شناور زنجیرهای MM که با زنجیرهٔ رید، سطح را پلهپله گزارش میکند.
مغناطیسی و بایپس: وقتی نمایش محلی هم میخواهید
در ستون بایپس کنار مخزن، شناور داخل لوله بالا و پایین میرود و با کوپل مغناطیسی، هم نشانگر رنگی بیرونی را میچرخاند و هم میتواند چند سوئیچ حد را فعال کند — بدون هیچ نفوذی به بدنهٔ مخزن. نمونهها: لول سوئیچ مغناطیسی کوبولد سری M و نشانگر سطح بایپس NBK با گواهی ATEX.
پرهدوار: مخصوص سیلوی مواد جامد
یک موتور کوچک پرهای را میچرخاند؛ وقتی مواد به پره میرسند، چرخش متوقف و سوئیچ فعال میشود. ساده، قوی و بسیار رایج در سیلوها: مانیتور سطح پره دوار کوبولد NIR.
سه نکتهٔ نصب
- جای نصب را با جریان ورودی همراستا نکنید؛ جت ورودی یا کف میتواند سوئیچ را زودتر از موعد فعال کند.
- تأخیر سوئیچینگ (Delay) را تنظیم کنید تا موج و تلاطم سطح، رله را مدام قطع و وصل نکند.
- منطق ایمن را انتخاب کنید: در کاربرد ضدسرریز، خرابی سنسور باید به سمت هشدار برود نه سکوت (Fail-Safe).
اگر بهجای هشدار حد، عدد پیوستهٔ سطح میخواهید، راهنمای اندازهگیری سطح مخزن را ببینید. برای انتخاب مدل، نوع سیال (مایع یا جامد)، دما، فشار و نوع اتصال را بفرستید: 021-88850346 و 021-88658508.
در دنیای رادار و اولتراسونیک، هنوز هم بسیاری از مخازن صنعتی یک نشانگر سطح مغناطیسی بایپس کنارشان نصب است. دلیلش ساده است: این نشانگر برای کار کردن به برق، تنظیم، نرمافزار یا کالیبراسیون نیاز ندارد و اپراتور از ده متری هم میتواند سطح را ببیند. در بسیاری از پروژهها این دستگاه بهعنوان مرجع مستقل کنار ترانسمیتر الکترونیکی نصب میشود.
اصل کار: شناور، مغناطیس و فلگ
یک لولهٔ عمودی (محفظهٔ بایپس) از دو نقطه به مخزن وصل میشود؛ طبق قانون ظروف مرتبط، سطح داخل لوله همان سطح داخل مخزن است. درون لوله یک شناور با مغناطیس دائم شناور میماند. بیرون لوله، یک ریل از فلگهای دوطرفه (یک طرف قرمز، یک طرف سفید یا فلورسنت) نصب شده است. با بالا و پایین رفتن شناور، میدان مغناطیسی فلگها را ۱۸۰ درجه میچرخاند و یک ستون رنگی دقیقاً همارتفاع با سطح مایع ایجاد میشود. نشانگر سطح بایپس کوبولد NBK نمونهٔ متداول این خانواده است.
چرا بهتر از گیج شیشهای است؟
- ایمنی: در گیج شیشهای، سیال تحت فشار پشت شیشه است؛ در نشانگر مغناطیسی، سیال داخل لولهٔ فلزی میماند و فلگها بیروناند.
- خوانایی: کنتراست رنگی از فاصلهٔ زیاد دیده میشود، حتی در نور کم.
- سیالهای کثیف یا بیرنگ: شیشهٔ کدرشده مشکل همیشگی گیجهای شیشهای است؛ اینجا اصلاً شیشهای در کار نیست.
- ارتفاع بلند: با یک محفظه میتوان چند متر ارتفاع را پیوسته نمایش داد.
محدودیتهایی که باید بدانید
- حداقل چگالی: هر شناور برای یک بازهٔ چگالی طراحی میشود. سیال سبکتر از حد طراحی، شناور را غرق میکند.
- فشار و دما: هرچه فشار بالاتر، دیوارهٔ محفظه ضخیمتر و فاصلهٔ مغناطیس تا فلگ بیشتر میشود؛ این موضوع باید در طراحی لحاظ شود.
- رسوب و گرفتگی: اگر شیرهای ارتباطی یا محفظه رسوب بگیرند، شناور گیر میکند و عدد ثابت میماند — خطایی که در بازرسی دورهای باید بررسی شود.
- یخزدگی: در محیط سرد، محفظهٔ بایپس زودتر از مخزن یخ میزند؛ عایق یا هیتتریسینگ لازم است.
- میدان مغناطیسی خارجی: نزدیکی به تجهیزات پرمغناطیس میتواند فلگها را مختل کند.
دیسپلیسر: وقتی فشار و دما بالاست
سطحسنج دیسپلیسری بر پایهٔ نیروی ارشمیدس کار میکند: یک استوانهٔ سنگینتر از سیال آویزان میشود و هرچه بیشتر در مایع فرو رود، نیروی شناوری بیشتری به آن وارد میشود. این تغییر نیرو با تورکتیوب به بیرون منتقل و به سیگنال تبدیل میشود. سطحسنج دیسپلیسری کوبولد BA برای مخازن تحت فشار، بویلر درام و اندازهگیری فصل مشترک دو مایع (Interface) کاربرد دارد. نکتهٔ مهم: چون خروجی به نیروی شناوری وابسته است، هر تغییری در چگالی مستقیماً روی عدد اثر میگذارد — همان محدودیتی که در سطحسنجی با اختلاف فشار هم توضیح دادیم.
از نمایش محلی تا سیگنال اتاق کنترل
مزیت مهم محفظهٔ بایپس این است که میتوان روی همان محفظه یک ترانسمیتر هم نصب کرد و بدون سوراخ کردن مجدد مخزن، خروجی ۴ تا ۲۰ میلیآمپر گرفت. دو راه رایج:
- ریدچین (زنجیرهٔ کنتاکتهای مغناطیسی): کنتاکتهای ریدِ کنار محفظه با عبور شناور بسته میشوند و موقعیت را میسازند. مبدل شناور زنجیرهای کوبولد MM نمونهٔ این روش است.
- رادار هدایتشده (GWR): یک پروب فلزی درون محفظه یا مخزن قرار میگیرد و پالس الکترومغناطیسی در امتداد آن حرکت میکند؛ بازتاب از سطح مایع، فاصله را میدهد. این روش مستقل از چگالی، دیالکتریک پایین و کف است. ترانسمیتر سطح رادار هدایتشده کوبولد NGM برای همین کاربرد طراحی شده است.
کدام روش برای کدام کاربرد؟
| نیاز | گزینه |
|---|---|
| نمایش محلی مطمئن بدون برق | نشانگر بایپس مغناطیسی |
| سیگنال پیوسته با دقت خوب | رادار هدایتشده روی محفظه |
| فصل مشترک آب و روغن | دیسپلیسر یا رادار هدایتشده |
| مخزن بسته با بخار | اختلاف فشار با ساق تر |
| مخزن بزرگ بدون تماس | رادار فضای آزاد |
| فقط آلارم پر و خالی | لول سوئیچ لرزشی |
برای مقایسهٔ کلی روشهای سطحسنجی این مقاله، برای رادار فضای آزاد رادار سطحسنج، برای اولتراسونیک این راهنما و برای حفاظت سرریز لول سوئیچ را ببینید.
هنگام استعلام چه بگویید
ارتفاع اندازهگیری، فاصلهٔ مرکز تا مرکز نازلها، فشار و دمای کاری، چگالی سیال (حداقل و حداکثر)، جنس موردنیاز، نوع اتصال (فلنج یا رزوه) و اینکه آیا خروجی الکتریکی و سوئیچ حد هم میخواهید. با این اطلاعات، کارشناسان فن کنترل مدل و کد سفارش دقیق را برایتان مشخص میکنند.
