Հեղուկի մակարդակի տվիչները տանկի մեջ թույլ են տալիս և՛ կատարել լիցքավորված հեղուկի քանակի ընթացիկ չափում, և՛ հաղորդել դրա սահմանային արժեքների ձեռքբերումը: Նման սարքերը բաղկացած են զգայուն սենսորից, որն արձագանքում է որոշակի ֆիզիկական պարամետրերին, ինչպես նաև չափման, կառավարման և ցուցիչի սխեմաներից: Կախված կիրառությունից՝ օգտագործվում են սարքեր, որոնք տարբերվում են իրենց աշխատանքի սկզբունքով։
Հոդվածում ներկայացված տեղեկատվությունը կօգնի ձեզ ծանոթանալ տարբեր տեսակի սենսորների աշխատանքի սկզբունքներին և դրանց կիրառման ոլորտներին: Կկատարվի դրանց առավելությունների և թերությունների համառոտ ակնարկ, կնշվեն շուկայում իրենց ապացուցած հիմնական արտադրողները։
Սարքերի դասակարգում
Հեղուկի մակարդակի տվիչները տանկի մեջ կարող են լինել մակարդակաչափեր կամ ազդանշանային սարքեր: Դրանցից առաջինները նախատեսված են ընթացիկ պահին հեղուկի մակարդակի շարունակական չափման համար։ժամանակ. Նրանք օգտագործում են սենսորներ, որոնք աշխատում են տարբեր ֆիզիկական սկզբունքներով: Դրանցից եկող ազդանշանների հետագա մշակումն իրականացվում է անալոգային կամ թվային էլեկտրոնային սխեմաների միջոցով, որոնք հանդիսանում են մակարդակաչափերի մաս։ Ստացված ցուցիչները ցուցադրվում են ցուցադրման տարրերի վրա։
Ազդանշանային սարքերը նախազգուշացնում են բաքում հեղուկի մակարդակի որոշակի արժեքի հասնելու մասին՝ նախապես սահմանված կարգաբերման տարրերով: Նրանց մյուս անունն է ջրի մակարդակի սենսորներ տանկի մեջ, որպեսզի անջատեն դրա հետագա մատակարարումը: Նրանց ելքային ազդանշանը դիսկրետ է: Նախազգուշացումը կարող է տրվել լուսային կամ ձայնային ազդանշանի տեսքով: Այս դեպքում լցման կամ ջրահեռացման համակարգերի աշխատանքը ավտոմատ կերպով արգելափակվում է։
Մակարդակի չափման մեթոդներ
Կախված բաքում չափվող հեղուկի հատկություններից՝ օգտագործվում են չափման հետևյալ մեթոդները՝
- կոնտակտ, որի դեպքում տանկի կամ դրա մի մասի հեղուկի մակարդակի ցուցիչը ուղղակիորեն փոխազդում է չափված միջավայրի հետ;
- ոչ կոնտակտային, խուսափելով սենսորի անմիջական փոխազդեցությունից հեղուկի հետ (նրա ագրեսիվ հատկությունների կամ բարձր մածուցիկության պատճառով):
Կոնտակտային սարքերը գտնվում են տանկի մեջ անմիջապես չափված հեղուկի մակերևույթի վրա (լողացող), դրա խորության վրա (հիդրոստատիկ ճնշման չափիչներ) կամ տանկի պատին որոշակի բարձրության վրա (ափսեի կոնդենսատորներ): Ոչ կոնտակտային հաշվիչների համար (ռադար, ուլտրաձայնային) անհրաժեշտ է ապահովել չափված հեղուկի մակերեսի ուղղակի տեսանելիության գոտի և անմիջական շփման բացակայություն:նրան.
Օպերատիվ սկզբունքներ
Ե՛վ մակարդակաչափերը, և՛ ազդանշանային սարքերը օգտագործում են տարբեր աշխատանքային սկզբունքներ՝ իրենց գործառույթներն իրականացնելու համար: Առավել լայնորեն օգտագործվում են սարքերի հետևյալ տեսակները՝
- լողացող սենսորներ տանկի հեղուկի մակարդակի համար;
- հզոր;
- հեղուկի մակարդակի հիդրոստատիկ սենսորներ;
- ռադարային տիպի սարքեր;
- ուլտրաձայնային սենսորներ.
Բոցն իր հերթին կարող է լինել մեխանիկական, դիսկրետ և մագնիսական նեղացնող: Սենսորների առաջին երեք խմբերը ներառում են սարքեր, որոնք օգտագործում են չափման կոնտակտային մեթոդը, մյուս երկուսը ոչ կոնտակտային սարքեր են:
Մեխանիկական լողացող անջատիչներ
Թեթև լողացողը, որը մշտապես գտնվում է տանկի հեղուկի մակերեսի վրա, մեխանիկական լծակների համակարգով միացված է պոտենցիոմետրի միջին տերմինալին, որը դիմադրության կամրջի թեւն է։ Տանկում հեղուկի նվազագույն քանակով կամուրջը համարվում է հավասարակշռված: Նրա չափման անկյունագծում լարում չկա։
Բաքը լցվելիս բոցը վերահսկում է հեղուկի մակարդակի դիրքը՝ պոտենցիոմետրի շարժվող կոնտակտը տեղափոխելով լծակային համակարգի միջով: Պոտենցիոմետրի դիմադրության փոփոխությունը հանգեցնում է կամրջի հավասարակշռված վիճակի խախտման: Լարումը, որը հայտնվում է իր չափման անկյունագծում, օգտագործվում է ցուցադրման համակարգի էլեկտրոնային սխեմայի կողմից: Դրա անալոգային կամ թվային ընթերցումները համապատասխանում են տվյալ պահին տանկի հեղուկի քանակին:
Դիսկրետ լողացող անջատիչներ
Դիսկրետ ազդանշան շղթայի տեսքովկամ եղեգի անջատիչի կոնտակտների բացումը օգտագործվում է էլեկտրոնային ցուցման և ազդանշանային սխեմայի կողմից՝ ծանուցելու համար, որ բաքում հեղուկի մակարդակը հասել է որոշակի արժեքի: Մետաղական կոնտակտները, որոնք փակվելիս պատրաստված են կոնտակտային ցածր դիմադրություն ունեցող նյութից, տեղադրվում են խոռոչ մեկուսացված ապակե լամպի մեջ։
Տանկում ջրի մակարդակի ցուցիչը դիսկրետ ելքով ներառում է ուղեցույց՝ խոռոչ խողովակի տեսքով, որի մեջ տանկից հեղուկը չի մտնում: Մեկ կամ մի քանի եղեգի ռելեների կոնտակտները ամրագրված են ուղեցույցի ներսում: Նրանց գտնվելու վայրը կախված է այն դեպքից, երբ անհրաժեշտ է ահազանգ ստանալ, երբ հեղուկի մակարդակը հասնում է սահմանված արժեքին:
Սենսորի բոցը, որի մեջ ներկառուցված է փոքր մշտական մագնիս, շարժվում է ուղեցույցի երկայնքով, երբ բաքում հեղուկի մակարդակը փոխվում է: Կոնտակտային խմբի աշխատանքը տեղի է ունենում այն պահին, երբ այն մտնում է լողացող մշտական մագնիսական մագնիսական դաշտը: Ռիդ անջատիչի տանկի ջրի մակարդակի ցուցիչի կոնտակտներին միացված լարերի միջոցով ազդանշանն անցնում է ազդանշանային միացում:
Magnetostrictive float sensors
Այս տիպի սենսորներն ապահովում են մշտական ազդանշան՝ կախված տանկի հեղուկի մակարդակից: Հիմնական տարրը, ինչպես և նախորդ դեպքում, ներսում մշտական մագնիս ունեցող բոց է, որն իր դիրքը վերցնում է հեղուկի մակերեսի վրա և ուղղահայաց հարթությամբ շարժվում է ուղեցույցի երկայնքով:
Հեղուկից մեկուսացված ուղեցույցի ներքին խոռոչը զբաղեցնում է ալիքատարը։ Պատրաստված է մագնիսաստրակտիվ նյութիցնյութական. Տարրի ներքևի մասում առկա է ընթացիկ իմպուլսների աղբյուր, որոնք տարածվում են դրա երկայնքով:
Երբ ճառագայթվող իմպուլսը հասնում է մագնիսով լողացող դիրքին, երկու մագնիսական դաշտերը փոխազդում են: Այս փոխազդեցության արդյունքը մեխանիկական թրթռումների առաջացումն է, որոնք հետ են տարածվում ալիքատարի երկայնքով:
Զարկերակային գեներատորի կողքին ամրագրված է պիեզոէլեկտրական տարր, որը գրավում է մեխանիկական թրթռումները: Արտաքին էլեկտրոնային սխեման վերլուծում է արտանետվող և ստացված իմպուլսների միջև եղած ժամանակի ուշացումը և հաշվարկում է լողացող հեռավորությունը, որն անընդհատ գտնվում է հեղուկի մակերեսին: Ցուցման սխեման անընդհատ հաղորդում է տանկի հեղուկի մակարդակը:
Կոնդենսիվ սենսորներ
Այս տեսակի սենսորների աշխատանքը հիմնված է կոնդենսատորի հատկությունների վրա՝ փոխելու իր էլեկտրական հզորությունը, երբ փոխվում է նյութի դիէլեկտրական հաստատունը, որը լրացնում է իր թիթեղների միջև տարածությունը: Օգտագործվում են կոաքսիալ կոնդենսատորներ, որոնք տարբեր տրամագծերի կոաքսիալ խոռոչ մետաղական բալոններ են։
Վերջիններս կոնդենսատորային թիթեղներ են, որոնց միջև հեղուկը կարող է ազատ թափանցել։ Օդի և հեղուկ միջավայրի դիէլեկտրական հաստատունները տարբեր արժեքներ ունեն։ Տանկը լցնելը հանգեցնում է կոաքսիալ կոնդենսատորի ընդհանուր դիէլեկտրական հաստատունի արժեքի և, համապատասխանաբար, նրա էլեկտրական հզորության փոփոխության:
Տատանողական շղթայի հաճախականությունը, դմմիացում, որի կոնդենսատորը միացված է, փոխվում է իր հզորության փոփոխության համամասնությամբ: Էլեկտրոնային հաճախականության / լարման փոխարկիչը վերահսկում է այս փոփոխությունը և ցուցադրում է բաքի լիցքավորման աստիճանին համաչափ արժեք:
Հիդրոստատիկ սենսորներ
Նման սարքի մեկ այլ անվանում է դետեկտոր կամ ճնշման փոխարկիչ: Նրանք կարող են լինել անշարժ, ամրացված հեղուկով լցված բաքի հատակին կամ շարժական: Վերջին դեպքում ճնշման փոխարկիչները հագեցած են զգալի երկարությամբ մալուխով: Սա թույլ է տալիս դրանք օգտագործել տարբեր երկրաչափական չափերի տանկերի համար:
Հիդրոստատիկ սենսորի զգայուն տարրը թաղանթ է, որն ընկալում է իր վերևում գտնվող հեղուկ սյունակի ճնշումը: Դրա կարգավորումը կատարվում է այնպես, որ մթնոլորտային ճնշումը չհանգեցնի թաղանթի դեֆորմացմանը։ Չափման կետում ճնշումը կարող է օգտագործվել հեղուկ սյունակի բարձրությունը կամ բաքի լցման աստիճանը որոշելու համար։
Մեմբրանի դեֆորմացիայի քանակը վերածվում է էլեկտրական համամասնական արժեքի, որն այնուհետև օգտագործվում է տանկի հեղուկի մակարդակը ցուցադրելու համար: Կիրառվում են ուղղումներ, որոնք հաշվի են առնում չափված միջավայրի խտությունը և չափման կետում ծանրության արագացումը։
Ռադարի տիպի սենսորներ
Տանկի հեղուկի մակարդակի ցուցիչը օգտագործում է ոչ կոնտակտային չափման մեթոդ՝ հիմնված ցանկացած խտության այս միջավայրի հատկությունների վրաև մածուցիկությունը՝ արտացոլելու էլեկտրական ազդանշանը: Չափված հեղուկի մակարդակի մակերևույթի վերևում տեղակայված ռադարի արտանետվող ազդանշանի հաճախականությունը փոխվում է գծային օրենքի համաձայն:
արտացոլվելով մակերևույթից՝ այն հասնում է ընդունող սարքին ուշացումով, որը որոշվում է անցած ճանապարհի երկարությամբ: Այսպիսով, կա տարբերություն երկու ազդանշանների հաճախականությունների միջև: Ըստ հաճախականության տեղաշարժի մեծության՝ տեղորոշիչի վերլուծական սարքը որոշում է ազդանշանի անցած ուղին կամ արտացոլող հեղուկի մակարդակը ռադարի տեղակայման համեմատ։
Ուլտրաձայնային մակարդակի սենսորներ
Այս տեսակի սենսորների համար օգտագործվող չափման սխեման համապատասխանում է հոդվածի նախորդ բաժնում քննարկվածին: Չափման տեղորոշման մեթոդը կիրառվում է ուլտրաձայնային ալիքի երկարության տիրույթում։
Ստացված տվյալները որոշում են թողարկվող հաղորդիչի և ստացողի կողմից ստացվող ազդանշանների միջև եղած ժամանակային տարբերությունը: Օգտագործելով հեղուկի մակերևույթի վերևում գտնվող տարածության մեջ ուլտրաձայնի տարածման արագության մասին տվյալները՝ վերլուծող սարքը որոշում է ազդանշանի անցած հեռավորությունը կամ բաքում հեղուկի մակարդակը։
Արտադրողների համառոտ ակնարկ
Հեղուկի մակարդակի սենսորները «ARIES» տանկի մեջ թույլ են տալիս կատարել անհրաժեշտ չափումներ բարձր մակարդակով։ Նրանց արտադրանքի գովազդը կարելի է գտնել արտասահմանյան բազմաթիվ կայքերում։
Ուշադրության է արժանի հայրենական մշակողի և արտադրող L-CARD-ի արտադրանքը, որը ներառված է Չափիչ գործիքների պետական ռեգիստրում: Ավելի քան 10 տարի ռուսական շուկայում գործող Alta Group-ն ունիարժանի դրական արձագանքի:
Եզրակացություն
Հեղուկի մակարդակի տվիչները տանկի մեջ պետք է ընտրվեն՝ ելնելով դրանց օգտագործման պայմաններից, հեղուկների հատկություններից, չափումների ճշգրտության պահանջվող ցուցանիշներից: Առավել ճշգրիտ ցուցանիշները կարելի է ձեռք բերել ռադարային տիպի սենսորների, մագնիսական նեղացնող հաշվիչների միջոցով:
Պետք է հիշել, որ բացարձակ ճշգրտությունը պահանջում է ավելի բարձր նյութական ծախսեր: Լողացող սենսորները և ազդանշանային սարքերը ամենապարզ սարքերն են, սակայն դրանց օգտագործումը սահմանափակված է թրթռման պայմաններով՝ հեղուկի փրփրման, դրա մածուցիկության և միջավայրի ագրեսիվության պատճառով:
Օպտիմալ լուծումը, որը հիմնված է գին/որակ հարաբերակցության վրա, հիդրոստատիկ և կոնդենսիվ սենսորների օգտագործումն է, որը ենթակա է չափված հեղուկի հատկությունների վրա դրված սահմանափակումների:
