توضیحات

لول ترانسمیتر خازنی

در این مطلب به بررسی لول ترانسمیتر خازنی، اصول اندازه گیری سطح توسط این تجهیزات و کاربردهای آن میپردازیم. در ابتدا با معرفی این تجهیز آغاز میکنیم.

 

 

لول ترانسمیتر خازنی چیست؟

لول ترانسدیوسر خازنی مثالی از اندازه گیری غیر مستقیم سطح است. در این تجهیزات از تغییر ظرفیت خازنی برای تشخیص میزان سطح سیال در مخازن بهره میبرند.

اصل اندازه گیری سطح خازنی بر اساس تغییر ظرفیت است. یک الکترود عایق بندی به عنوان یک صفحه خازن و دیوار مخزن (یا الکترود مرجع در یک ظرف غیر فلزی) به عنوان صفحه دیگر عمل می کند. ظرفیت خازنی به سطح سیال بستگی دارد. مخزن خالی ظرفیت کمتری دارد در حالی که مخزن پر ظرفیت ظرفیت بالاتری دارد.

همانطور که میدانید یک خازن متشکل از دو الکترود است که با ضخامت کمی توسط یک عایق مانند جامد، مایع، گاز یا خلاء جدا میشوند. به این عایق دی الکتریک نیز می گویند.

مقدار C یا ظرفیت خازنی به دی الکتریک مواد عایق، مساحت و همچنین فاصله بین صفحات بستگی دارد.

اندازه گیری با اعمال سیگنال RF بین پراب رسانا و دیوار مخزن انجام می شود. سیگنال RF منجر به ایجاد جریان الکتریکی بسیار کم در مخزن از طریق مواد فرآیند دی الکتریک (سیال) از پروب به دیوار می شود. هنگامی که سطح در مخزن کاهش می یابد، ثابت دی الکتریک کاهش می یابد و باعث یک افت کوچک در مقدار جریان می شود.

در حالت غیر پیوسته این تغییر توسط مدار داخلی لول سوئیچ خازنی احساس می شود و در صورت رسیدن به میزان معینی به تغییر حالت رله سوئیچ منجر می شود.

در مورد سنجش پیوسته سطح، خروجی حالت رله نیست، بلکه یک سیگنال آنالوگ است.

 

کلاس بندی لول ترانسمیتر خازنی براساس نوع سیال

بطور کلی اندازه گیری سطح خازنی را می توان به سه کلاس تقسیم بندی کرد:

• اندازه گیری مواد غیر رسانا
• اندازه گیری مواد رسانا
• اندازه گیری غیر تماسی

 

سنجش سطح خازنی در مواد غیر رسانا

برای سنجش سطح مایعات نارسانا، آرایش پروب لخت را بکار میگیرند، زیرا مقاومت مایع به میزانی بالا است که آن را دی الکتریک کند. از آنجایی که الکترود و مخزن در جای خود ثابت هستند، فاصله (d) ثابت است، ظرفیت خازن مستقیماً با سطح سیالی  که به عنوان دی الکتریک عمل می کند، متناسب است.

 

سنجش سطح خازنی در مواد رسانا

برای مایعات رسانا، در صفحات خازنی با بکارگیری پوشش نازک شیشه ای یا پلاستیکی به عنوان عایق بندی از اتصال کوتاه جلوگیری میشود. سیال رسانا به عنوان صفحه زمین خازن عمل می کند.

 

سنجش سطح خازنی مجاورتی (اندازه گیری های نوع غیر تماسی):

در سنجش سطح مجاورتی، مساحت صفحات خازن ثابت است، اما فواصل بین صفحات تغییر میکند. سنجش سطح مجاورتی یک خروجی خطی ایجاد نمی کند و زمانی بکار میرود که سطح چندین اینچ تغییر کند.

 

کاربردهای لول ترانسمیتر خازنی

ترانسمیترهای سطح خازنی برای طیف وسیعی از جامدات، مایعات آبی، ارگانیک و دوغاب بکار میرود. بدلیل وجود سیگنال های فرکانس رادیویی اعمالی به مدار خازن، از این تکنیک اغلب به عنوان RF یاد می شود. این حسگرها را می‌توان به شکلی طراحی کرد که مواد با ثابت دی‌الکتریک کمتر از 1.1 (خاکستر بادی) و بالای 88 (آب) یا بیشتر را حس کنند.

لجن ها و دوغاب هایی مانند گنداب (ثابت دی الکتریک تقریباً 50) و مواد شیمیایی مایع مانند آهک خام (ثابت دی الکتریک تقریباً 90) نیز توسط آن ها قابل تشخیص هستند. سنسورهای سطح ظرفیت خازنی دو پروب همچنین می توانند برای تشخیص تداخل بین دو مایع غیرقابل اختلاط با ثابت های دی الکتریک بسیار متفاوت، بکار روند.

بطور کلی لول ترانسمیتر سطح برای سنجش میزان سطح سیالات زیر مناسب هستند.

مایعات

• مواد جامد دانه ای (Granular)
• فلزات مایع در دمای بسیار بالا
• گازهای مایع در دمای بسیار پایین
• مواد خورنده مانند اسید هیدروفلوئوریک
• فرآیندهای صنعتی با فشار بسیار بالا

 

مزایای ترانسمیتر سطح خازنی:

 

• نسبتا ارزان
• قابل اعتماد
• حداقل تعمیر و نگهداری
• فاقد قطعات متحرک
• نصب آن ها آسان است و به راحتی می توان آن را برای اندازه های مختلف مخازن تطبیق داد
• محدوده اندازه گیری خوب، از چند سانتی متر تا حدود 100 متر
• بکارگیری آسان
• آسان تمیز میشود
• می تواند برای کاربردهای دما و فشار بالا طراحی شود.

 

معایب لول ترانسمیتر خازنی

سنجش سطح مواد با چگالی کمتر از  20lb/ft³ و مواد با اندازه قطر ذرات بیش از ½ اینچ به دلیل ثابت‌های دی الکتریک بسیار پایین (ناشی از فضای زیاد هوا بین ذرات) مشکل ساز است.

 

مدل های معروف لول ترانسمیتر خازنی

برندهای مختلفی به تولید لول ترانسمیتر های سطح مشغول هستند که در این قسمت به معرفی برخی از آن ها می پردازیم.

برند اندرس هاوزر:

ترانسمیتر سطح خازنی ENDRESS HAUSER مدل MULTICAP

ترانسمیتر سطح خازنی اندرس هاوزر مدل FMI51

لول ترانسمیتر خازنی اندرس هاوزر مدل DC11ES

 

برند GESTRA:

سطح سنج خازنی GESTRA مدل NRG 19-11

سطح سنج خازنی GESTRA مدل NRG 26-21

 

برند وگا VEGA

VEGACAL 62

VEGACAL 63

VEGACAL 64

VEGACAL 65

VEGACAL 66

VEGACAL 67

VEGACAL 69

 

زیمنس Siemens

SITRANS LC300 – capacitance level

 

تجهیزصنعت یکی از برترین وارد کنندگان و تامین کنندگان تجهیزات اندازه گیری سطح و سایر تجهیزات ابزاردقیق از تمامی برندهای معتبر میباشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص محصولات لطفا با کاشناسان ما تماس حاصل فرمایید.