टैंक में तरल स्तर के सेंसर आपको भरे हुए तरल की मात्रा का वर्तमान माप दोनों करने की अनुमति देते हैं, और इसके सीमा मूल्यों की उपलब्धि की रिपोर्ट करते हैं। इस तरह के उपकरणों में एक संवेदनशील सेंसर होता है जो कुछ भौतिक मापदंडों और माप, नियंत्रण और संकेत सर्किट पर प्रतिक्रिया करता है। एप्लिकेशन के आधार पर, ऐसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है जो उनके संचालन के सिद्धांत में भिन्न होते हैं।
लेख में प्रस्तुत जानकारी आपको विभिन्न प्रकार के सेंसर के संचालन के सिद्धांतों और उनके आवेदन के क्षेत्रों के बारे में जानने में मदद करेगी। उनके फायदे और नुकसान की एक संक्षिप्त समीक्षा की जाएगी, बाजार में खुद को साबित करने वाले मुख्य निर्माताओं को संकेत दिया जाएगा।
उपकरणों का वर्गीकरण
टैंक में लिक्विड लेवल सेंसर लेवल गेज या सिग्नलिंग डिवाइस हो सकते हैं। उनमें से पहले वर्तमान समय में तरल स्तर के निरंतर माप के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।समय। वे सेंसर का उपयोग करते हैं जो विभिन्न भौतिक सिद्धांतों पर काम करते हैं। उनसे आने वाले संकेतों की आगे की प्रक्रिया एनालॉग या डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक सर्किट द्वारा की जाती है जो स्तर गेज का हिस्सा होते हैं। प्राप्त संकेतक प्रदर्शन तत्वों पर प्रदर्शित होते हैं।
सिग्नलिंग उपकरण टैंक में तरल स्तर के एक निश्चित मूल्य तक पहुंचने के बारे में चेतावनी देते हैं, जो सेटिंग तत्वों द्वारा पूर्व-निर्धारित होते हैं। उनका दूसरा नाम टैंक में जल स्तर सेंसर है जो इसकी आगे की आपूर्ति को बंद कर देता है। उनका आउटपुट सिग्नल असतत है। चेतावनी प्रकाश या ध्वनि अलार्म के रूप में जारी की जा सकती है। इस मामले में, भरने या निकास प्रणाली का संचालन स्वचालित रूप से अवरुद्ध है।
स्तर माप के तरीके
टैंक में मापे जाने वाले तरल के गुणों के आधार पर, निम्नलिखित माप विधियों का उपयोग किया जाता है:
- संपर्क, जिसमें टैंक या उसके हिस्से में तरल स्तर सेंसर सीधे मापा माध्यम से संपर्क करता है;
- गैर-संपर्क, तरल के साथ सेंसर की सीधी बातचीत से बचना (इसके आक्रामक गुणों या उच्च चिपचिपाहट के कारण)।
संपर्क उपकरण टैंक में सीधे मापा तरल (फ्लोट्स) की सतह पर, इसकी गहराई (हाइड्रोस्टैटिक प्रेशर गेज), या टैंक की दीवार पर एक निश्चित ऊंचाई (प्लेट कैपेसिटर) पर स्थित होते हैं। गैर-संपर्क मीटर (रडार, अल्ट्रासोनिक) के लिए मापा तरल की सतह की प्रत्यक्ष दृश्यता का क्षेत्र प्रदान करना और सीधे संपर्क की अनुपस्थिति प्रदान करना आवश्यक हैउसे।
ऑपरेटिंग सिद्धांत
दोनों स्तर के गेज और सिग्नलिंग डिवाइस अपने कार्यों को करने के लिए विभिन्न ऑपरेटिंग सिद्धांतों का उपयोग करते हैं। निम्न प्रकार के उपकरणों का सर्वाधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:
- टैंक में तरल स्तर के लिए फ्लोट सेंसर;
- कैपेसिटिव;
- हाइड्रोस्टैटिक तरल स्तर सेंसर;
- रडार प्रकार के उपकरण;
- अल्ट्रासोनिक सेंसर।
फ्लोट, बदले में, यांत्रिक, असतत और मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव हो सकता है। सेंसर के पहले तीन समूहों में माप की संपर्क विधि का उपयोग करने वाले उपकरण शामिल हैं, अन्य दो गैर-संपर्क उपकरण हैं।
यांत्रिक फ्लोट स्विच
टैंक में तरल की सतह पर लगातार एक हल्का फ्लोट, यांत्रिक लीवर की एक प्रणाली द्वारा पोटेंशियोमीटर के मध्य टर्मिनल से जुड़ा होता है, जो प्रतिरोध पुल की भुजा है। टैंक में तरल की न्यूनतम मात्रा के साथ, पुल को संतुलित माना जाता है। इसके मापने वाले विकर्ण में कोई वोल्टेज नहीं होता है।
जैसे ही टैंक भरता है, फ्लोट लीवर सिस्टम के माध्यम से पोटेंशियोमीटर के गतिमान संपर्क को स्थानांतरित करके तरल स्तर की स्थिति की निगरानी करता है। पोटेंशियोमीटर के प्रतिरोध को बदलने से पुल की संतुलित स्थिति का उल्लंघन होता है। इसके मापने वाले विकर्ण में दिखाई देने वाले वोल्टेज का उपयोग डिस्प्ले सिस्टम के इलेक्ट्रॉनिक सर्किट द्वारा किया जाता है। इसका एनालॉग या डिजिटल रीडिंग वर्तमान समय में टैंक में तरल की मात्रा के अनुरूप है।
असतत फ्लोट स्विच
सर्किट के रूप में असतत संकेतया रीड स्विच के संपर्कों को खोलना इलेक्ट्रॉनिक संकेत और सिग्नलिंग सर्किट द्वारा उपयोग किया जाता है ताकि यह सूचित किया जा सके कि टैंक में तरल स्तर एक निश्चित मूल्य तक पहुंच गया है। धातु के संपर्क, जो बंद होने पर कम संपर्क प्रतिरोध वाली सामग्री से बने होते हैं, एक खोखले इंसुलेटेड ग्लास बल्ब में रखे जाते हैं।
डिस्क्रिट आउटपुट के साथ टैंक में जल स्तर सेंसर एक खोखले ट्यूब के रूप में एक गाइड को शामिल करता है जिसमें टैंक से तरल प्रवेश नहीं करता है। एक या एक से अधिक रीड रिले के संपर्क गाइड के अंदर तय होते हैं। उनका स्थान उस मामले पर निर्भर करता है जिसमें तरल स्तर निर्धारित मूल्य तक पहुंचने पर अलार्म प्राप्त करना आवश्यक होता है।
टैंक में तरल स्तर में परिवर्तन होने पर सेंसर का फ्लोट इसमें बने एक छोटे स्थायी चुंबक के साथ गाइड के साथ चलता है। संपर्क समूह का संचालन उस समय होता है जब यह फ्लोट के स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करता है। रीड स्विच टैंक में जल स्तर सेंसर के संपर्कों से जुड़े तारों के माध्यम से सिग्नल अलार्म सर्किट में जाता है।
मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव फ्लोट सेंसर
इस प्रकार के सेंसर टैंक में तरल के स्तर के आधार पर एक निरंतर संकेत प्रदान करते हैं। मुख्य तत्व, जैसा कि पिछले मामले में है, एक फ्लोट है जिसके अंदर एक स्थायी चुंबक है, जो तरल की सतह पर अपनी स्थिति लेता है और गाइड के साथ एक ऊर्ध्वाधर विमान में चलता है।
तरल से पृथक गाइड की आंतरिक गुहा, एक वेवगाइड द्वारा कब्जा कर ली जाती है। यह मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव से बना हैसामग्री। तत्व के तल पर वर्तमान दालों का एक स्रोत है जो इसके साथ फैलता है।
जब विकिरणित नाड़ी चुंबक के साथ फ्लोट के स्थान पर पहुंचती है, तो दो चुंबकीय क्षेत्र परस्पर क्रिया करते हैं। इस अंतःक्रिया का परिणाम यांत्रिक कंपनों की घटना है जो वेवगाइड के साथ वापस फैलते हैं।
पल्स जनरेटर के बगल में एक पीजोइलेक्ट्रिक तत्व लगाया जाता है, जो यांत्रिक कंपन को पकड़ लेता है। एक बाहरी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट उत्सर्जित और प्राप्त दालों के बीच समय की देरी का विश्लेषण करता है और फ्लोट की दूरी की गणना करता है, जो लगातार तरल की सतह पर होता है। संकेत सर्किट लगातार टैंक में तरल स्तर की रिपोर्ट करता है।
कैपेसिटिव सेंसर
इस प्रकार के सेंसर का संचालन संधारित्र के गुणों पर आधारित होता है, जब इसकी प्लेटों के बीच की जगह को भरने वाली सामग्री के ढांकता हुआ स्थिरांक में परिवर्तन होता है। समाक्षीय संधारित्रों का उपयोग किया जाता है, जो विभिन्न व्यासों के समाक्षीय खोखले धातु के सिलेंडरों की एक जोड़ी होती है।
उत्तरार्द्ध संधारित्र प्लेटें हैं, जिनके बीच तरल स्वतंत्र रूप से प्रवेश कर सकता है। हवा और तरल माध्यम के ढांकता हुआ स्थिरांक के अलग-अलग मूल्य होते हैं। टैंक को भरने से समाक्षीय संधारित्र के कुल ढांकता हुआ स्थिरांक के मान में परिवर्तन होता है और, तदनुसार, इसकी विद्युत समाई।
ऑसिलेटरी सर्किट की आवृत्ति, मेंजिस परिपथ से संधारित्र जुड़ा हुआ है, उसकी धारिता में परिवर्तन के अनुपात में परिवर्तन होता है। इलेक्ट्रॉनिक आवृत्ति / वोल्टेज कनवर्टर इस परिवर्तन की निगरानी करता है और टैंक के भरने की डिग्री के अनुपात में एक मान प्रदर्शित करता है।
हाइड्रोस्टैटिक सेंसर
ऐसे उपकरण का दूसरा नाम डिटेक्टर या प्रेशर ट्रांसड्यूसर है। वे स्थिर हो सकते हैं, तरल या पोर्टेबल से भरे टैंक के तल पर तय किए जा सकते हैं। बाद के मामले में, दबाव ट्रांसड्यूसर काफी लंबाई के केबल से लैस होते हैं। यह उन्हें विभिन्न ज्यामितीय आकारों के टैंकों के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है।
हाइड्रोस्टेटिक सेंसर का संवेदनशील तत्व एक झिल्ली है जो इसके ऊपर एक तरल स्तंभ के दबाव को महसूस करता है। इसका समायोजन इस प्रकार किया जाता है कि वायुमंडलीय दाब से झिल्ली की विकृति न हो। मापने के बिंदु पर दबाव का उपयोग तरल स्तंभ की ऊंचाई या टैंक के भरने की डिग्री निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
झिल्ली विरूपण की मात्रा को विद्युत आनुपातिक मान में परिवर्तित किया जाता है, जो तब टैंक में तरल स्तर को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाता है। सुधार लागू होते हैं जो माप के बिंदु पर मापा माध्यम के घनत्व और गुरुत्वाकर्षण के त्वरण को ध्यान में रखते हैं।
रडार टाइप सेंसर
टैंक तरल स्तर सेंसर किसी भी घनत्व के इस माध्यम के गुणों के आधार पर एक गैर-संपर्क माप पद्धति का उपयोग करता हैऔर विद्युत संकेत को प्रतिबिंबित करने के लिए चिपचिपाहट। मापा तरल स्तर की सतह के ऊपर स्थित एक रडार के उत्सर्जित संकेत की आवृत्ति एक रैखिक कानून के अनुसार बदलती है।
सतह से परावर्तित, यह यात्रा किए गए पथ की लंबाई से निर्धारित विलंब के साथ प्राप्तकर्ता डिवाइस पर पहुंचता है। इस प्रकार, दो संकेतों की आवृत्तियों के बीच अंतर होता है। फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट के परिमाण से, लोकेटर का विश्लेषण उपकरण सिग्नल द्वारा यात्रा किए गए पथ या रडार के स्थान के सापेक्ष परावर्तक तरल के स्तर को निर्धारित करता है।
अल्ट्रासोनिक स्तर के सेंसर
इस प्रकार के सेंसर के लिए उपयोग की जाने वाली माप योजना लेख के पिछले भाग में चर्चा की गई योजना से मेल खाती है। माप की स्थान विधि अल्ट्रासोनिक तरंग दैर्ध्य रेंज में लागू होती है।
प्राप्त डेटा उत्सर्जित ट्रांसमीटर और रिसीवर द्वारा प्राप्त संकेतों के बीच समय के अंतर को निर्धारित करता है। तरल की सतह के ऊपर की जगह में अल्ट्रासाउंड के प्रसार की गति पर डेटा का उपयोग करते हुए, विश्लेषण उपकरण संकेत द्वारा तय की गई दूरी, या टैंक में तरल के स्तर को निर्धारित करता है।
निर्माताओं का संक्षिप्त विवरण
टैंक "ARIES" में तरल स्तर के सेंसर आपको उच्च स्तर पर आवश्यक माप करने की अनुमति देते हैं। उनके उत्पादों का विज्ञापन कई विदेशी साइटों पर पाया जा सकता है।
माप उपकरणों के राज्य रजिस्टर में शामिल घरेलू डेवलपर और निर्माता एल-कार्ड के उत्पादों पर ध्यान देने योग्य है। अल्टा ग्रुप, जो 10 से अधिक वर्षों से रूसी बाजार में है, के पास हैअच्छी तरह से योग्य सकारात्मक प्रतिक्रिया।
निष्कर्ष
टैंक में तरल स्तर सेंसर का चयन उनके उपयोग की शर्तों, तरल पदार्थों के गुणों, माप सटीकता के आवश्यक संकेतकों के आधार पर किया जाना चाहिए। रडार-प्रकार के सेंसर, मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव मीटर का उपयोग करके सबसे सटीक रीडिंग प्राप्त की जा सकती है।
यह याद रखना चाहिए कि पूर्ण सटीकता के लिए उच्च सामग्री लागत की आवश्यकता होती है। फ्लोट सेंसर और सिग्नलिंग डिवाइस सबसे सरल उपकरण हैं, लेकिन उनका उपयोग तरल के झाग, इसकी चिपचिपाहट और माध्यम की आक्रामकता के कारण कंपन की स्थिति से सीमित है।
मूल्य/गुणवत्ता अनुपात के आधार पर इष्टतम समाधान, हाइड्रोस्टेटिक और कैपेसिटिव सेंसर का उपयोग है, जो मापा द्रव के गुणों पर लगाए गए प्रतिबंधों के अधीन है।
