پیش از اینکه به سراغ سطح سنج شناوری برویم. همانطور که میدانید در مقالات قبلی که در بخش بلاگ منتشر کردیم توضیح دادیم که یکی از تجهیزات مهم که در بیشتر شرکت‌های صنعتی کاربرد فروانی دارد سطح سنج است. سطح سنج برای سنجش مواد داخل مخزن در خط تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به اینکه مواد داخل مخازن در هر کارخانه‌ای با دیگری متفاوت است. انواع مختلفی از سطح‌سنج‌ها وجود دارند. در این مقاله می‌خواهیم مدل سطح سنج شناوری را معرفی کنیم و در مورد آن توضیح دهیم.
گروه صنعتی سپیانی فعال در زمینه اتوماسیون صنعتی، تعمیر و نگهداری، مشاوره و اجرای اتوماسیون صنعتی از اینکه در ادامه ما را همراهی میکنید سپاسگزار است.
خرید انواع ابزاردقیق، پنوماتیک، برق صنعتی و… از سایت فروشگاهی drplc
سطح سنج شناوری چیست؟
سطح سنج شناوری یا فلوتری برای اندازهگیری سطح مایع در مخزنی استفاده میشود. که در آن یک شناور روی سطح مایع قرار دارد و این سطحِ شناور سطح متغیر مایع را ردیابی میکند. نشانگر سطح شناور نشان دهنده سطح مایع در مخزن است. این نوع سطح‌سنج در مخازن مخروطی یا سقف تخت بدون فشار یا تحت فشار امکان استفاده دارد.
حتما بخوانید:
لول سوئیچ دیاپازونی یا ارتعاشی چیست؟
اجزای سطح سنج شناوری:
سطح سنج شناوری یا همان لول گیج شناوری (Level Gauge) از یک شناور تشخیص سطح، قطعات انتقال دهنده (نوار، زانو و…) و بدنه تشکیل شده است. بدنه سطح سنج شامل قرقره چرخ دنده، قرقره سیم پیچ نوار، فنر گشتاور ثابت، مکانیزم چرخ دنده، اشاره‌گر و صفحه مقیاس است.
شناور با یک خطِ کششِ ثابت روی سطح مایع شناور نگه داشته میشود. و هر گونه تغییر در سطح مایع را دنبال میکند. شناور از طریق نوار فولادی ضد زنگ به یک قرقره سیم پیچ نوار متصل میشود که در فواصل منظم پانچ میشود. فنر گشتاور ثابت در قرقره سیم پیچ نوار گنجانده شده‌است. تا یک گشتاور ثابت در جهت سیم پیچ نوار اعمال شود. این گشتاور ثابت با وزن شناور روی سطح مایع متعادل میشود.
عملکرد سطح سنج شناوری:
دو نیرو در دو طرف قرقره وارد میشوند. وزن شناور و وزنه تعادل (فنر) با افزایش سطح، مایع شناور را غوطه‌ور میکند و شناور مقداری از وزن خود را از دست میدهد. حالا نیروی فنر کابل را می‌کشد و شناور را بلند میکند. هنگامی که شناور به سطح مایع میرسد، هر دو نیرو برابر هستند و شناور در آن موقعیت میماند. با کاهش سطح، شناور دوباره وزن خود را به دست می‌آورد.
هنگامی که شناور بالا و پایین میشود. با توجه به تغییر سطح مایع، نواری که با شناور در هم قفل شده است. قرقره چرخ زنجیر را می‌چرخاند که به نوبه خود با نوار پانچ درگیر میشود. چرخش مربوط به حرکت شناور به سمت بالا یا پایین است. بنابراین، هر گونه تغییر در سطح مایع به تغییر در زاویه چرخش شفت قرقره چرخ دنده تبدیل میشود. این زاویه چرخش قرقره چرخ زنجیر از طریق واحد کوپلینگ برای انتقال داده از راه دور به واحد فرستنده یعنی آلارم میکروسوئیچ، پنوماتیک، الکتریکی، دیجیتال BCD و غیره منتقل میشود.
چگونه با استفاده از شناور برای مایع آشفته سطح را اندازهگیری کنیم؟
اگر مایع داخل ظرف در معرض تلاطم باشد. ممکن است سیم های هدایتگر برای نگه داشتن کابل شناور در جهت عمودی لازم باشد. سیم‌های هدایتگر به کف و سقف مخزن لنگر میزنند. و از لول‌های حلقه‌ای روی شناور عبور می‌کنند تا از انحراف جانبی آن جلوگیری کنند. یکی از معایب بالقوه اندازهگیری سطح نوار و شناور این است که اگر ماده چسبنده یا آلوده باشد، سیستم ها، نوار و سیم‌های هدایت کننده را آلوده میکند.
اندازه گیری سطح شناور
روش اندازهگیری سطح مایع با استفاده از سطح سنج شناوری شاید ساده‌ترین شکل اندازهگیری سطح مایع باشد. یعنی استفاده وسیله‌ای که روی سطح سیال یا جامد در ظرف ذخیره‌سازی حرکت میکند. در این روش خود شناور باید چگالی کمتری نسبت به ماده مورد نظر داشته باشد. و نباید از ماده‌ای تهیه شده باشد که توسط مایع داخل مخزن خورده شود یا با ماده واکنش نشان دهد.
حتما بخوانید:
اندازه گیری سطح با استفاده از شناور به روش دستی
در این روش، یک فرد شناور را با استفاده از یک نوار اندازهگیری انعطاف‌پذیر در ظرف ذخیره‌سازی پایین می‌آورد. تا زمانی که به دلیل قرار گرفتن شناور روی سطح ماده، نوار سست شود. در آن نقطه، شخص طول مشخص شده روی نوار را یادداشت میکند(خواندن لب سوراخ دسترسی رگ). این فاصله فاصله از بالای ظرف تا سطح مواد فرآیند است. پر شدن ظرف را میتوان با کم کردن این فاصله اندازهگیری شده، از ارتفاع شناخته شده مخزن تعیین کرد.
بدیهی است که این روش اندازهگیری سطح دشوار و خسته کننده است. و ممکن است برای فردی که اندازهگیری را انجام میدهد خطر ایجاد کند. اگر ظرف یا مخزن تحت فشار باشد، این روش به سادگی قابل اجرا نیست یا اصلا قابل اجرا نیست. چون مخازنی که مایع درون آنها تحت فشار است دربسته هستند و نمیتوان در مخزن را باز کرد و آن را اندازهگیری کرد.
اگر این روش اندازه گیری را با استفاده از یک وینچ کوچک کنترل شده توسط یک کنترل الکترونیکی تبدیل به یک فرآیند خودکار کنیم که دیگر نیازی به اپراتور انسانی نداشته باشد. ممکن است هم سرعت کار افزایش یابد و هم در شرایط دشوار امکان پذیر باشد. برای این کار با داشتن کنترل الکترونیکی به طور خودکار شناور را به سطح مواد پایین می‌آوریم. و میزان کابل پخش شده در هر چرخه اندازهگیری را اندازه می‌گیریم.
اصل کابل شناور و روش دیگری برای این کار:
یک نسخه ساده تر از این تکنیک از یک حلقه فنری برای کشش مداوم کابل نگهدارنده شناور استفاده میکند. به طوری که شناور به طور مداوم بر روی سطح مایع در ظرف حرکت میکند.
حتما بخوانید:
لول سوئیچ مولتی پوینت چیست؟ انواع آن
اندازهگیری سطوح مخازن با سنسورهای خازنی
تئوری سطح شناور کابل
توجه کنید که یک شناور کابلی فنری فقط با اندازهگیری سطح مایع کار میکند. در حالیکه یک شناور جمع شونده، هم مایعات و هم جامدات را به راحتی اندازهگیری میکند. دلیل این محدودیت ساده است: شناوری که همیشه با سطح ماده تماس دارد. در صورتی که ماده مورد نظر جامد (پودر یا گرانول) باشد. احتمالاً مدفون میشود که باید از بالا وارد ظرف شود.
مایع نوار فنری و شناور
موقعیت زاویه‌ای حلقه فنر ممکن است توسط یک پتانسیومتر چند چرخشی یا یک رمزگذار چرخشی اندازهگیری شود. سپس به یک سیگنال الکترونیکی برای انتقال به یک نمایشگر از راه دور، کنترل یا سیستم ضبط تبدیل شود. چنین سیستم هایی به طور گسترده برای اندازهگیری آب و سوخت در مخازن ذخیره سازی استفاده میشوند. اگر مایع داخل ظرف در معرض تلاطم باشد، ممکن است برای نگه داشتن کابل شناور در جهت عمودی استفاده از سیم‌های هدایتگر لازم باشد.
هدایتگری سیم اندازه گیری سطح
سیم های هدایتگر به کف و سقف مخزن لنگر میزنند. و از لول‌های حلقه‌ای روی شناور عبور می‌کنند تا از انحراف جانبی آن جلوگیری کنند. یکی از معایب احتمالی سیستم‌های اندازهگیری سطح نوار و شناور، رسوب‌کردن نوار (و سیم‌های هدایتگر) در صورت چسبنده یا ناپاک بودن ماده است. یک تغییر در موضوع اندازهگیری سطح شناور، قرار دادن یک شناور کوچک در داخل لوله یک سطح سنج به سبک عینک دید است.
استفاده از گیج سطح شناور
موقعیت شناور در داخل لوله ممکن است به آسانی توسط امواج مافوق صوت، حسگرهای مغناطیسی یا هر وسیله کاربردی دیگر شناسایی شود. قرار دادن شناور در داخل یک لوله، نیاز به سیم‌های هدایتگر یا سیستم جمع‌کشی یا کشش نوار پیچیده را از بین می‌برد. اگر هیچ نشانه بصری لازم نباشد، لوله سطح سنج ممکن است به جای شیشه از فلز ساخته شود و خطر شکستگی لوله را تا حد زیادی کاهش دهد. با این حال، تمام مشکلات ذاتی عینک بینایی همچنان در مورد این شکل از سازه‌های شناور وجود دارد.
نصب و راه اندازی سطح سنج شناوری
مزیت عمده شناور با جفت مغناطیسی این ۲ مورد است:
1. افزایش درجه فشار و ایمنی (چون نیازی نیست لوله شناور حتماً از مواد شفاف مانند پلاستیک یا شیشه ساخته‌شود)
2. افزایش خوانایی درجه و اندازه سطح (زیرا لوله دید هرگز با باقیمانده سیال کثیف نمی‌شود یا اینکه شناور می‌تواند رنگ روشنی داشته باشد)
حتما بخوانید:
لول ترانسمیتر اولتراسونیک چیست؟
خلاصه و نتیجه‌گیری
با توجه به آنچه در این مقاله گفتیم، استفاده از سطح سنج شناوری می‌تواند برای مخازنی مناسب باشد که انواع دیگر سطح سنج‌ها در آنها قابل استفاده نیستند. یعنی سطح سنجی هایی مثل لول گیج‌های نصب شونده در کنار مخزن. البته همانطور که ذکر شد با سطح سنج شناوری هم میتوان به چند روش اقدام به سنجش سطح مواد داخل مخزن کرد که هرکدام مزایا و معایب خودشان را دارند. مثلاً مزیت سطح سنج شناوری که در آن از فنر استفاده میشود. این است که با کمک آن میتوان سطح مواد جامد و پودری داخل مخزن را سنجید در حالیکه با لول گیج هایی که در مقالات قبلی معرفی کردیم، فقط میتوانستیم سطح مایعات را بسنجیم.
اگر به دنبال خرید سطح سنج شناوری یا استفاده از هرگونه از تجهیزات خط تولید هستید. یا می‌خواهید درباره راه اندازی خط تولید صنعتی مواد خوراکی، شیمیایی، صنعتی و… اطلاعات بیشتری به دست آورید. می‌توانید علاوه بر استفاده از مقالات موجود در سایت گروه صنعتی سپیانی از مشاوران ما راهنمایی بگیرید. برای ارتباط با مهندسان مشاور راه اندازی خط تولید صنعتی و خرید تجهیزات می‌توانید از طریق فرم درخواست مشاوره اقدام کنید تا همکاران ما با شما تماس بگیرند. یا به طور مستقیم از طریق تماس واتس اپ با مهندسان خبره و باتجربه گروه صنعتی سپیانی مشورت کنید.
