Nowoczesne pływakowe czujniki poziomu
Pływające czujniki poziomu
Łączniki pływakowe to jedne z najtańszych i jednocześnie niezawodnych urządzeń do pomiaru poziomu cieczy. Przy odpowiednim doborze przełączników pływakowych można używać do monitorowania poziomu szerokiej gamy produktów, począwszy od ścieków, płynów agresywnych chemicznie lub żywności. Wysokie lub niskie temperatury, obecność piany, bąbelków czy np. pracującego mieszadła również przestają być problemem z właściwym wyborem.
Urządzenie pływakowych czujników poziomu
Z założenia czujniki poziomu pływaka można podzielić na kilka typów.
Najprostszy to czujnik pływakowy, który porusza się wzdłuż pionowego trzpienia. Wewnątrz pływaka z reguły znajduje się magnes stały, aw pręcie, który jest pustą rurką, znajduje się kontaktrony…Pływając po powierzchni cieczy pływak porusza się wzdłuż pręta czujnika po zmianie poziomu i przechodząc obok kontaktronów wewnątrz pręta zamyka je lub wręcz przeciwnie otwiera. Sygnalizacja osiągnięcia określonego poziomu.Wewnątrz trzpienia można jednocześnie umieścić kilka kontaktronów, a zatem jeden taki czujnik może sygnalizować jednocześnie kilka wartości poziomu cieczy, na przykład minimum i maksimum.
Łącznik pływakowy tej konstrukcji może również mierzyć ciągły poziom cieczy i podawać sygnał w postaci rezystancji proporcjonalnej do poziomu cieczy lub jako standardowy sygnał prądowy 4-20mA. W tym celu kontaktrony wewnątrz trzpienia są połączone równolegle z rezystorami, jak pokazano na rysunku. Pływak poruszając się po zmianie poziomu cieczy zamyka poszczególne kontaktrony powodując zmianę rezystancji całkowitej czujnika poziomu. Te czujniki poziomu są zwykle instalowane na górze zbiornika i mogą mieć długość do trzech metrów.
Osobnym obszarem zastosowania pływakowych czujników poziomu jest monitorowanie poziomu cieczy w pojazdach. Przede wszystkim są to zadania kontrolowania ilości paliwa w ciężkim sprzęcie: samochodach ciężarowych, koparkach, lokomotywach spalinowych. Tutaj czujniki poziomu pracują w warunkach silnych wibracji i poruszenia powierzchni cieczy. W celu wyeliminowania wpływu tych czynników czujnik pływakowy umieszcza się w specjalnej rurce tłumiącej o średnicy nieco większej od średnicy pływaka.
Jeżeli nie ma możliwości zamontowania czujnika na zbiorniku, wówczas pływakowy czujnik poziomu można wbudować w ścianę zbiornika. W tym przypadku pływak magnesu montowany jest na zawiasach, a kontaktron zazwyczaj znajduje się w korpusie czujnika.Czujniki te są wyzwalane, gdy ciecz dociera do pływaka i są przeznaczone do sygnalizowania poziomu granicznego. Czujniki mogą pracować w temperaturach do 200 C w środowiskach agresywnych chemicznie. Należy pamiętać, że tego typu czujniki poziomu nie nadają się do pomiaru cieczy lepkich i zasychających, cieczy z zanieczyszczeniami mechanicznymi, a także w przypadku cieczy zamarzających.
Jeżeli w cieczy występuje duże stężenie ciał stałych, istnieje możliwość zamarznięcia lub powstania lepkiej warstwy na sprzęcie, wówczas do kontroli poziomu można w takim przypadku zastosować pływakowy czujnik poziomu na elastycznym kablu. Czujnik poziomu tego typu to plastikowy cylinder lub kula, wewnątrz której znajduje się mechaniczny lub kontaktron oraz metalowa kulka.Taki czujnik poziomu mocuje się do kabla na żądanej głębokości, a gdy poziom cieczy osiągnie pływak, obraca się, a znajdująca się w nim metalowa kula uruchamia kontaktron lub przełącznik mechaniczny. Przykładem takich czujników poziomu jest seria pływakowych czujników poziomu LFL firmy Pepprl + Fuchs.
Magnetostrykcyjne czujniki poziomu
Istnieje inny rodzaj pływakowego czujnika poziomu — czujniki magnetostrykcyjne. Ich zasada działania opiera się na pomiarze czasu propagacji impulsu ultradźwiękowego wewnątrz metalowego pręta wyposażonego w pływak z wbudowanym magnesem. Jest to prawdopodobnie najdokładniejszy typ czujnika poziomu. Typowa dokładność czujników magnetostrykcyjnych wynosi 10 mikronów lub więcej.
Czujniki magnetostrykcyjne produkowane są m.in. przez Balluff (Micropulse), MTS Sensors (Temposonic i Level Plus), TR Electronic i inne.Inną różnicą w stosunku do tradycyjnych czujników poziomu jest to, że w magnetostrykcyjnych czujnikach poziomu elastyczny kabel może służyć jako pręt, po którym porusza się pływak. W ten sposób zmierzona długość może wynosić 12 metrów lub więcej, przy zachowaniu niezrównanej dokładności pomiaru.