[supsystic-slider id=1 position=”center”]

انواع سطح سنج و مهم ترین معیارهای آن

انواع راهنمای سطح سنج: قبل از خرید هر ابزاری، متغیرهایی وجود دارند که حتما بایستی آن ها را در نظر گرفت. در غیر این صورت، به احتمال قوی ابزار خرید شده به زودی کارایی خود را از دست داده و این موضوع عملا تفاوتی با دور ریختن پول نخواهد داشت. 

طبیعتا راهنمای سطح سنج ها نیز از این قضیه مستثنی نبوده و موارد بسیار مهمی وجود دارند که هنگام خرید آن ها بایستی در نظر گرفت. اما این متغیرها از چه قرارند؟ کدام یک مهم ترند؟ تنها یک راه برای فهمیدن وجود دارد؛ تا پایان این مطلب با ما همراه باشید!

دمای مخزن انواع سطج سنج؛ یک معیار بسیار مهم!

دما سطح سنج یکی از مهمترین متغیرها در صنعت است. دمای بالا و یا پایین برای تجهیزی که نسبت به آن طراحی نشده است، میتواند بسیار مهلک باشد. در مورد سطح سنج‌ها هم همینطور است. برخی از افراد اشتباها بر این باورند که اگر مثلا در قسمت دمای مناسب برای یک تجهیز عدد 50- تا 150+ درجه سانتیگراد نوشته شده باشد، این عدد نشانگر شرایط ایده آل است و میتوان از این تجهیز در دمای 200+ درجه نیز استفاده نمود. اما این تصور کاملا غلط است.

زمانی که عدد خاصی به عنوان محدوده دمایی مناسب بر روی تجهیز نوشته میشود، نشان دهنده ماکزیموم و مینیموم تحمل دمایی آن تجهیز است. هرچقدر دمای محیط به نقطه ماکزیموم و یا مینیموم تجهیز نزدیک تر باشد، طبیعتا طول عمر تجهیز نیز کمتر خواهد بود.

با توجه به موارد گفته شده، هنگام خرید لول سنج حتما سعی کنید تجهیزی را انتخاب نمایید که دمای محیط مدنظر برای عملکرد، در میانه بازه دمایی قابل تحمل توسط تجهیز قرار داده باشد. در این صورت، عمر تجهیز به مراتب بالاتر خواهد بود.

فشار مخزن؛ متغیری که قبل از تهیه سطح سنج حتما باید در نظر بگیرید!

یکی دیگر از مهمترین معیارهایی که بایستی هنگام تهیه سنسور سطح سنج به آن توجه نمود، فشار محیط است. یکی از نکات مهمی که بایستی هنگام اندازه گیری فشار در نظر گرفت، انواع فشارهای موجود در آن محیط است. اما این موضوع به چه معناست؟

تصور کنید که در یک مخزن، مخلوطی از یک مایع و بخارات حاصل از آن وجود دارد. در این مخزن ما میخواهیم در قسمت پایینی دیواره جانبی، یک لول سوئیچ نصب کنیم. در نقطه نصب سوئیچ سطح، باید دو نوع مختلف از فشار را در نظر گرفت: یک فشار حاصل از گازها و بخارات موجود در مخزن و یکی فشار ستون مایع که قرار است در حالت پرشدگی مخزن، در بالای نقطه اتصال سطح سنج وجود داشته باشد.

در زمینه فشار نیز بهتر است هنگام خرید، تجهیزی را انتخاب نمایید که به خوبی بتواند حتی در حالت ماکسیموم پرشدگی، فشار درون مخزن را تحمل نماید.

نوع ماده درون مخزن سطح سنج:

پراهمیت ترین نکته ای که بایستی هنگام تهیه لول سنج به آن توجه نمود، نوع ماده ای است که قصد اندازه گیری آن را داریم. بسته به ویژگی ها و خاصیت های این ماده، تجهیز انتخاب شده میتواند بسیار متغیر باشد. در ادامه، مهمترین ویژگی های ماده که میتواند بر انتخاب تجهیز تاثیر گذار باشد را مرور خواهیم نمود.

حالت فیزیکی ماده:

بسیاری از راهنمای سطح سنج ها

برای انواع خاصی از مواد جامد و یا مایع طراحی شده اند و نمیتوانند هردو آن ها را به طور همزمان اندازه گیری نمایند. آن دسته از تجهیزاتی نیز که میتوانند این مواد را به صورت همزمان شناسایی و سطح آن ها را اندازه گیری نمایند، معمولا هزینه بالایی دارند. بنابراین بسیار مهم است که قبل از هرچیزی، مشخص کنیم که تجهیز موردنظر برای چه نوع ماده ای به کار خواهد رفت.

ابزارهای سنجش سطح از نظر مقاومت فیزیکی بسیار متنوع هستند. مثلا، سنسورهای لرزشی و دیاپازونی، بیشتر برای مایعات سبک تا نیمه سنگین و نیز جامدات پودری سبک به کار میروند. یک برخورد کلوخه با این دسته از تجهیزات، مساوی خواهد بود با از بین رفتن ابزار. در مقابل، حسگرهای خازنی با پروب سیم بکسلی وجود دارند که در برابر سخت ترین و سنگین ترین جامدات نیز میتوانند مقاومت کنند.

اسیدیته محیط مخزن راهنمای سطح سنج:

عدم توجه به اسیدیته و خورندگی ماده درون مخزن، یکی از مهمترین مشکلاتی است که به از بین رفتن زود هنگام تجهیزات ابزار دقیق می انجامد. هر نوع سنسور سطحی که تهیه کنید، حتما و حتما بایستی این موضوع را در نظر بگیرید که خورندگی ماده درون مخزن چقدر است؟ 

جنس و نوع پروب، کله‌گی و … در تجهیزاتی که برای مخازن حاوی مواد خورنده به کار میروند، متفاوت از انواع معمولی هستند. در این تجهیزات، بسته به نوع و مقدار خورندگی، معمولا از جنس های پلاستیکی مقاوم نظیر PTFE، FKM و  مواد مشابه برای پروب و بقیه بخش های تجهیز استفاده میشود.

وجود و یا عدم وجود میکسرسطح سنج:

حرکت میکسر یا همان همزن در مخزن، میتواند باعث تلاطم شدید سطح ماده شود. این تلاطم توسط بسیاری از تجهیزات قابل تشخیص نیست. در نتیجه، اگر از سطح سنجی استفاده کنید که قابلیت تشخیص حرکت میکسر را ندارد، ارتفاع موادی که توسط ابزار گزارش میشود به هیچ وجه قابل اعتماد نخواهد بود. از طرف دیگر، ممکن است با حرکت میکسر سرعت و شتاب مواد درون مخزن افزایش یابد که میتواند باعث آسیب به برخی سنسورهای سطح شود که به ضربه فیزیکی بسیار حساس هستند.

معمولا بهترین تجهیز برای این دست از مخازن، لول ترانسمیترهای راداری هستند که میتوانند با فناوری امواج 80 گیگاهرتزی، تلاطم سطح در نتیجه حرکت همزن را تشخیص داده و هنگام گزارش سطح، این موارد را فیلتر نمایند. در این حالت، دقیقا سطحی تشخیص داده میشود که مواد در صورت عدم حرکت همزن قرار خواهند داشت. اما برخی از لول سوئیچ های لرزشی نیز میتوانند این حرکات را فیلتر نمایند.

تک فازی و یا چند فازی بودن ماده درون مخزن و نوع اندازه گیری لازم:

آیا ماده درون مخزن یا چاه، دو فازی است یا تک فازی؟ اگر ماده مدنظر ما چند فازی است، آیا اندازه گیری سطح بین فازها نیز اهمیت دارد؟ این دو، از مهمترین پرسش هایی هستند که قبل از انتخاب هر نوع سنسور سطح بایستی به آن ها پاسخ داد. 

گاهی در صنعت، نه تنها نیاز داریم که ارتفاع یک ستون مواد چندفازی در درون مخزن یا چاه را اندازه گیری کنیم، بلکه میخواهیم بدانیم که هر فاز، چه مقدار از این ارتفاع را به خود اختصاص داده است. مثلا در مخازن جداسازی نفت و آب نمک، حتما بایستی ارتفاع کلی مواد به همراه ارتفاع آب نمک و نفت روی آن (به صورت جداگانه) اندازه گیری شود تا هرگز آب نمک به درون لوله انتقال نفت راه پیدا نکند. لازم به ذکر است که تنها دسته کوچکی از ارتفاع سطح سنج‌ها که تحت عنوان لول ترانسمیترهای راداری موج هدایت شونده شناخته میشوند، این قابلیت را دارند.

نحوه اتصال تجهیز به مخزن سطح سنج:

با اینکه نحوه اتصال در تمامی تجهیزات اندازه گیری سطح اهمیت دارد، اما اهمیت این مورد در لول سوئیچ ها بیشتر است. سوئیچ های سطح به دلیل اینکه سطح مواد را به روش تماسی اندازه گیری میکنند، بایستی به نوعی نصب شوند که پروب آن ها بتواند در نقطه تشخیصی مدنظر ما، با مواد تماس داشته باشد. به همین دلیل است که معمولا سوئیچ های دیاپازونی از دیواره های جانبی مخزن وصل میشوند؛ چرا که امکان انتخاب طول زیاد در این تجهیزات وجود ندارد.

استانداردهای مورد نیاز برای لول سوئیچ سطح سنج :

با توجه به اینکه تجهیز در چه مخزن و محیطی نصب میشود و برای اندازه گیری چه موادی استفاده خواهد شد، بایستی دارای استانداردهای متنوعی باشد. برای مثال، اگر محیطی که کله‌گی تجهیز در آن قرار دارد بسیار مرطوب و یا پر از گرد و غبار است، بایستی به فکر انتخاب تجهیزی باشید که دارای استاندارد حفاظتی IP68 باشد. 

تاییدیه های صنعتی، از جمله مهمترین تعیین کننده های کیفیت و در کنار آن، قیمت لول سوئیچ ها هستند. این تاییدیه ها عمدتا شامل مواردی مانند ATEX اروپا، تاییدیه جهانی IEC، استاندارد FM و … هستند. بسته به اینکه تجهیز مورد نیاز شما در چه صنعتی و در چه شرایطی به کار خواهد رفت، ممکن است نیاز داشته باشید که تجهیز مدنظرتان دارای لیستی از این تاییدیه ها باشد که قطعا بر قیمت تجهیز نیز به شدت تاثیرگذار خواهد بود.

الزامات بهداشتی، یکی دیگر از این موارد هستند. معمولا برای صنایع غذایی و دارویی، لول سوئیچ هایی انتخاب و استفاده می شود که دارای تاییدیه های بهداشتی نظیر FDA باشند.

خروجی و شبکه سطح سنج:

 سازگاری خروجی ارائه شده توسط تجهیز با سیستم و نیز امکان همگام سازی با شبکه کنترلی، یکی از مهمترین مواردی است که هنگام خرید هرگونه ابزار اندازه گیری سطح بایستی مد نظر داشته باشید. مثلا برخی از تجهیزات قابلیت سازگاری با شبکه هارت دو یا چهار سیمه را ندارند و در صورتی که شبکه نظارتی شما یکی از این موارد باشد، در صورت عدم توجه به این مورد هنگام خرید تجهیز قطعا در ادامه با مشکل روبرو خواهید بود. 

امروزه خروجی استاندارد برای لول ترانسمیترها 4…20 میلی آمپر در نظر گرفته میشود؛ اما امکان انتخاب خروجی های استاندارد قدیمی تر نیز وجود دارد. لول سوئیچ ها نیز معمولا از انواع خروجی های رله ای، ترانزیستوری و خروجی الکترونیکی بدون کنتاکت پشتیبانی میکنند. حتما موقع خرید، به خروجی های قابل ارائه و نیز شبکه های نظارتی که تجهیز قابلیت اتصال به آن ها را دارد، توجه کنید تا بتوانید لول سنجی مطابق سیستم و نیازهای خود تهیه نمایید.

همه چیز در مورد سطح سنج + انواع و بهترین برندها

سطح سنج، لول سنج یا سنسور تشخیص سطح در حقیقت حسگری است که برای تشخیص مقدار موجودی مواد داخل مخازن و سیلوها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ارتفاع سنج‌ها دسته بسیار مهمی از تجهیزات ابزار دقیق هستند و کاربردهای گسترده‌ای در صنعت دارند. 

تجهیزاتی که برای اندازه‌گیری سطح به کار می‌روند، بسیار متنوع بوده و از جنبه‌های مختلف میتوان آن‌ها را دسته بندی نمود. برای مثال، برخی صرفا برای مایعات، برخی برای جامدات و برخی برای هردو کاربرد دارند. از طرف دیگر، برخی از سنسورهای سطح میتوانند ارتفاع مواد درون مخزن را به طور دقیق اندازه گیری کرده و گزارش دهند؛ در صورتی که برخی دیگر از حسگرهای سطح فقط میتوانند تشخیص دهند که آیا سطح مواد بالاتر از یک نقطه خاص قرار دارد یا خیر.

در این مطلب، انواع حسگرهای سطح و نحوه عملکرد آن ها را به زبان ساده توضیح داده و به شما کمک خواهیم کرد تا دید بسیار بازتری نسبت به این دسته از تجهیزات ابزار دقیق داشته باشید. همچنین بهترین برندهای تجهیزات اندازه گیری سطح را نیز معرفی خواهیم نمود

چرا استفاده از سطح سنج اهمیت دارد؟

اولین سوال این است که اصلا چرا باید از لول سطح سنج استفاده کنیم؟ کنترل سطح مخازن امری ضروری و با اهمیت است؛ چون هم سرریز و هم خالی شدن مواد داخل مخزن، خسارات مالی زیادی را به واحد تولیدی وارد خواهد کرد. با افزایش قیمت مواد اولیه در تمامی صنایع، این موضوع اهمیتی بیش از پیش پیدا کرده است؛ بنابراین، بسیار عقلانی است که با صرف هزینه‌ای معقول از تمامی خسارت‌های مرتبط جلوگیری کرد.

با توجه به این گفته‌ها، کدام صنایع به سطح سنج نیاز دارند؟ صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، شیمیایی، معدنی، فولاد، غذایی و صنایع دارویی و در مجموع، تمامی صنایعی که در آن‌ها نیاز به بررسی سطح ماده در داخل مخزن احساس می‌شود!

تصور کنید ابزاری به نام سنسور سطح وجود نداشت. چگونه می‌توانستیم بفهمیم در هر مخزن تا چه سطحی مواد وجود دارد؟ 

شاید هر روزه چندین نفر نیاز بود تا به یک مخزن سر بزنند و مقدار مواد داخل مخزن را مشاهده کرده و گزارش دهند! حتی در این حالت، علاوه بر هزینه‌های مالی (استخدام چندین نفر!!!)، مدت زمان اطلاع‌رسانی بسیار طولانی و همچنین دقت اندازه‌گیری بسیار پایین و همین موضوع نیز باعث افزایش غیرقابل باور ریسک می‌شد!

انواع سطح سنج‌:

سنسورهای سطح عمدتا به دو دسته لول ترانسمیترها و لول سطح سوئیچ‌ها تقسیم می‌شوند. لول ترانسمیترها می‌توانند به طور پیوسته، سطح موارد درون مخزن را بررسی کرده و به طور دقیق گزارش نمایند. ترانسمیترهای سطح عمدتا برپایه تکنولوژی امواج عمل می‌کنند و شامل انواع راداری و التراسونیک هستند.

سطح سنج راداری :

سطح سنج‌های راداری از دسته لول ترانسمیترها هستند و برای نظارت پیوسته بر سطح به کار می‌روند. اساس کار ارتفاع سنج های راداری، تکنولوژی امواج الکترومغناطیسی است. در این دسته از سنسورهای سطح، امواج الکترومغناطیسی به داخل مخزن ارسال می‌شوند، سپس از سطح ماده درون مخزن بازتاب کرده و به حسگر سطح برمی‌گردند. سنسور سطح، با استفاده از امواج بازگشتی به طور دقیق ارتفاع ماده درون مخزن را تشخیص می‌دهد.

در سنسورهای راداری، فرکانس امواج تولید شده بسیار مهم است. هرچقدر فرکانس امواج ایجاد شده توسط لول سنج راداری بیشتر باشد، تجهیز بهتر میتواند گازها، بخارات و کف های مزاحم را از سطح واقعی مواد موجود در مخزن تمییز داده و ارتفاع را به درستی تشخیص دهد. در حال حاضر، بیشترین فرکانس موجود در این تجهیزات 80 گیگاهرتز است که حتی میتواند در صورت وجود میکسر درون مخزن، حرکات آن را نادیده بگیرد.

یکی دیگر از عوامل موثر در دقت و صحت عملکرد سطح سنج های راداری، نوع آنتن آنهاست. انواع مختلفی از آنتن های بشقابی، شیپوری و کپسولی وجود دارند که بسته به ابعاد مخزن انتخاب میشوند. هرچه قطر آنتن در این تجهیزات کمتر باشد، همانقدر امواج در یک خط مستقیم منتشر میشوند. مثلا قدرت فوکوس امواج در آنتن های شیپوری، بیشتر از آنتن های بشقابی است.

خروجی استاندارد لول ترانسمیترهای راداری معمولا 4…20 میلی آمپر است. این خروجی می‌تو  اند توسط یک نمایشگر قابل برنامه‌ریزی و یا PLC دریافت شده و نمایش داده شود یا اینکه برای هر سطح خاص از مواد درون مخزن دستوراتی برنامه ریزی گردد. 

سنسورهای سطح راداری چه مزایایی دارند و در چه مواردی به کار می‌روند؟
حسگرهای سطح راداری به دلیل عملکرد قابل اطمینان، هزینه مناسب و همچنین غیرتماسی بودن روش تشخیص سطح، کاربردهای بسیار گسترده‌ای در صنعت دارند. همچنین، براساس فرکانس امواجی که از سنسور ارسال می‌شوند و نیز طراحی تجهیز، می‌توانند برای گستره وسیعی از مواد مانند جامدات و یا مایعات به کار روند. از آنجایی که بیشتر این تجهیزات دارای استانداردهای ضد گرد و غبار و رطوبت (IP66-67-68) هستند، نیازی نیست نگران نفوذ این ذرات به داخل تجهیز باشید!

از مهمترین صنایعی که در آن ها از ترانسمیترهای راداری استفاده شده است، میتوان به صنایع پتروشیمی، پالایشگاهی، فولادی، سدها، سیمان، تولید شیشه، مواد غذایی، صنایع دارویی، شیمیایی و نیز آب و فاضلاب و مدیریت پسماند اشاره کرد.

از معایب ارتفاع سنج های راداری نیز میتوان به قیمت نسبتا بالا اشاره نمود که البته بسته به شرایط مخزن و یا سیلو، انتخاب‌های اقتصادی و مطمئن نیز در این زمینه وجود دارند.

سطح سنج التراسونیک:

سطح سنج‌های التراسونیک نیز از خانواده لول ترانسمیترها بوده و برای تشخیص پیوسته سطح به کار می‌روند. ارتفاع‌سنج‌های التراسونیک برخلاف راداری، از امواج مکانیکی استفاده می‌کنند. این امواج مکانیکی به درون مخزن ارسال میشوند و با برخورد با سطح مواد، بازتاب پیدا میکنند. سنسور با دریافت و تفسیر این اطلاعات، میتواند با دقت نسبتا بالایی ارتفاع مواد موجود در مخزن را تشخیص دهد.

انواع مختلفی از سنسورهای آلتراسونیک برای اندازه گیری سطح جامدات و مایعات وجود دارد. اما به دلیل اینکه جامدات معمولا گرد و غبار زیادی ایجاد میکنند که این موضوع اندازه گیری حسگر را با مشکل مواجه میسازد، معمولا از این تجهیز برای مایعات استفاده میشود.

مقاله تفاوت های لول ترانسمیتر راداری و لول ترانسمیتر التراسونیک را حتما بخوانید تا به راحتی این دو تجهیز را تشخیص دهید!

در سال‌های گذشته از آنجایی که سنسورهای اولتراسونیک نسبت به راداری ارزان قیمت‌تر بودند، این ابزارها بسیار پرکاربرد بوده و معمولا در جایی که امکان داشت، از این ترانسمیترهای سطح استفاده می‌شد. اما همانطور که گفته شد، امروزه ترانسمیترهای راداری ارزان قیمت و در عین حال باکیفیتی موجود هستند که این موضوع باعث شده استفاده از لول ترانسمیترهای التراسونیک رو به کاهش باشد.

کاربردها؛ مزایا و معایب سنسورهای سطح آلتراسونیک:

به دلیل استفاده از امواج مکانیکی، عوامل بسیاری میتوانند در نظارت بر سطح سنج توسط این ابزارها موثر باشند. گرد و غبار، گازها و بخارات مزاحم، صداهایی با شدت متوسط به بالا، باد و باران از جمله مهمترین این عوامل هستند. از طرف دیگر، برد لول سنج های اولتراسونیک به علت کمتر بودن سرعت امواج مکانیکی، معمولا چندان زیاد نیست (قطعا کمتر از 20 متر).

از ارتفاع سطح سنج های التراسونیک معمولا در مخازن بسته ای که عوامل مختل کننده اندازه گیری در آن ها مطرح نیست، استفاده میشود. مخازن آب، روغن، بنزین، مواد اشتعال زا، شیر و برخی مواد پتروشیمی که بخارات غلیظ تولید نمیکنند، از مهمترین موارد استفاده از این تجهیزات در صنعت هستند. ولی در سالهای دور، به اشتباه در تصفیه خانه ها و استخر های روباز نیز بدلیل قیمت پایین نسبت به لول ترانسمیتر های راداری استفاده می‌شدند. 

سطح سنج‌های خازنی سیم بکسلدار یا میله‌ای، از دسته لول سوئیچ‌ها بوده و برای تشخیص نقطه‌ای سطح سنج کاربرد دارند. اساس کار سنسورهای سطح خازنی ظرفیت الکتریکی است؛ اما به زبان ساده این موضوع به چه معناست؟

همانطور که می‌دانید، خازن‌ها دارای دو سطح مثبت و منفی (که آند و کاتد نامیده می‌شوند) هستند. بار الکتریکی در این دو سطح تجمیع یافته و در مواقع لزوم در مدار استفاده می‌شود. اگر ماده‌ای دی الکتریک در بین این دو سطح قرار بگیرد، بر اساس ضریب دی الکتریک خاص آن ماده، ظرفیت الکتریکی خازن تغییر خواهد یافت. 

در سنسورهای سطح  خازنی از این موضوع برای تشخیص سطح استفاده میشود. سوال این است: چگونه؟ در لول سوئیچ‌های خازنی پروبی که داخل مخزن قرار می‌گیرد، نقش یک سطح و دیواره مخزن نقش سطح دیگر را برعهده دارد.

 زمانی که ماده در بین دیواره مخزن و نقطه‌ای که تجهیز در آن نصب شده است قرار گیرد، نسبت به حالت عدم وجود ماده ظرفیت الکتریکی تغییر می‌کند و سنسور از این طریق متوجه حضور ماده در نقطه مشخص می‌شود.

مزایا، معایب و کاربردهای لول سوئیچ های خازنی

لول سوئیچ‌های خازنی در صنایع گسترده‌ای استفاده می‌شوند. همچنین، به دلیل استحکام پروب، می‌توانند در مخازن سیمان و مخازنی که در آن‌ها خمیر، دوغاب و یا کلوخه وجود دارد، مورد استفاده قرار گیرند. اما این نوع سطح سنج‌ها نیز محدودیت‌های خاص خود را دارند. 

همانطور که احتمالا تا کنون متوجه شدید، ارتفاع سنج های خازنی اختصاصا برای مخازنی استفاده می‌شوند که جنس آن‌ها فلزی است؛ بنابراین عملا در مخازن پلاستیکی قابل استفاده نخواهند بود. البته لازم به ذکر است که برخی از مدل‌های سنسورهای خازنی مانند Vega EL4 و یا Vega Cap 69 چند کاتده هستند و علیرغم خازنی بودن، می‌توانند در مخازنی با دیواره‌های غیر رسانا نیز استفاده شوند.

لول سنج های خازنی میتوانند حتی در دماها و فشارهای فوق العاده بالا که کمتر تجهیزی توانایی تحمل آن ها را دارد، نصب شده و عمل کنند. مثلا، برخی از سنسورهای خازنی میتوانند حتی فشار 400 بار را نیز تحمل کنند.

ولی برای سوئیچ های خازنی میله‌ای شرایط داخل مخزن بسیار پر اهمیت تر از نوع وزنه‌ای است و حتما بایستی در موقع انتخاب به موارد زیر دقت شود:

 دما و نوع مواد درون مخزن (خورندگی یا اسیدی بودن) 

لول سوئیچ های راداری یا مایکروویو

سوئیچ های راداری نیز دقیقا مانند ترانسمیترهای راداری از تکنولوژی امواج برای تشخیص سطح استفاده میکنند؛ اما تفاوت هایی اساسی با ترانسمیترهای راداری دارند. سوئیچ های سطح مایکروویو از یک فرستنده امواج الکترومغناطیسی و یک گیرنده امواج تشکیل شده اند که بایستی در طرفین نقطه ای که میخواهیم سطح مواد را در آن تشخیص دهیم، نصب شوند. 

با رسیدن مواد به این نقطه خاص، تجهیز با استفاده از تغییراتی که در مقدار امواج دریافت شده توسط گیرنده ایجاد میشود، حضور مواد در آن نقطه را تشخیص میدهد. همانطور که میبینید، لول سوئیچ های راداری برخلاف ترانسمیترها نمیتوانند سطح مواد را به صورت پیوسته اندازه گیری کنند و از نوع سوئیچ هستند. 

لول سوئیچ های دیاپازونی یا ارتعاشی سطح سنج:

از سنسورهای دیاپازونی در مخازنی استفاده میشود که محتوای آن ها مایعات، گرانول‌ها و یا پودرهایی هستند که به هیچ وجه امکان ایجاد کلوخه در آن‌ها وجود ندارد. الزامی است که موقع خرید لول سوئیچ دیاپازونی تحقیقات لازم انجام گیرد تا از بروز خسارت در آینده پیشگیری شود.

اندازه گیری سطح با استفاده از فشار تفاضلی سطح سنج:

سطح سنج‌های فشار تفاضلی از دسته لول ترانسمیتر بوده و برای تشخیص پیوسته سطح مخازن مایعات کاربرد دارند. جالب است بدانید که حسگرهای سطح فشار تفاضلی، در حقیقت خود فشارسنج هستند! اما چگونه از اندازه گیری فشار به سطح ماده پی می‌بریم؟

برای استفاده از لول ترانسمیترهای فشار تفاضلی، الزامی است که یک حسگر در بالا و دیگری در پایین مخزن نصب شود. سپس با در نظر گرفتن محتویات مخزن و همچنین اندازه‌گیری اختلاف فشار بین دو سنسور، به راحتی میتوان ارتفاع مواد موجود در مخزن را اندازه گیری نمود. 

از حسگرهای سطح فشار تفاضلی در مخازنی استفاده می‌شود که به دلیل فشار بالا و نیز سربسته بودن مخزن، امکان استفاده از تجهیزات دیگر وجود ندارد. همچنین به صورت ترکیبی با دیگر تجهیزات ابزار دقیق، میتوان مثلا شدت جریان مایع در یک مخزن را نیز اندازه گیری نمود. این دسته از لول ترانسمیترها صرفا برای مایعات کاربرد دارند.

سطح سنج هیدرواستاتیک:

سطح سنج‌های هیدرواستاتیک نیز مانند لول ترانسمیترهای فشار تفاضلی، با اندازه‌گیری فشار، سطح ماده را تشخیص میدهند، اما تفاوت‌هایی بین این دو نوع تجهیز وجود دارد. سنسورهای هیدرواستاتیک نیز صرفا برای مایعات کاربرد دارند اما برخلاف دیگر تجهیزات، اغلب در چاه‌ها و پشت سدهای بزرگ نصب میشوند.

همانطور که می‌دانید، فشار حاصل از یک ستون مایع فارغ از سطح مقطع، به ارتفاع آن بستگی دارد. در این نوع سنسورهای سطح، پروب لول ترانسمیتر در عمق چاه و یا مخزن قرار می‌گیرد و فشار را در پایین‌ترین سطح چاه اندازه گیری می‌کند. سپس با در نظر گرفتن فشار هوای عادی در محل چاه، سنسور به آسانی محاسبه می‌کند که ارتفاع مایع بالای پروب چقدر است. 

سطح سنج رادیومتریک:

لول ترانسمیترهای رادیومتریک همانطوری که از نامشان پیداست، از خاصیت رادیواکتیویته برای تشخیص پیوسته و نقطه‌ای سطح، چگالی و تراکم استفاده می‌کنند. از سطح سنج‌های رادیومتریک در محیط‌هایی استفاده می‌شود که به هیچ وجه امکان استفاده از دیگر تجهیزات سنجش سطح وجود ندارد. مخازن فرآوری کک نفتی نمونه‌ای از این محیط هاست.

در این سنسورهای سطح از یک ماده پرتوزا مانند سزیوم 137 و یا کبالت 60 برای ساطع کردن اشعه‌های گاما استفاده می‌شود. اشعه‌های گاما انرژی بسیار زیادی داشته و در بدنه مخزن و مواد موجود درون آن نفوذ می‌کنند. سپس سنسور رادیومتریک براساس مقدار جذب این اشعه‌ها و مقدار عبور آن، تشخیص می‌دهد که سطح ماده درون مخزن دقیقا کجاست.

لول ترانسمیترهای رادیومتریک تجهیزاتی بسیار گران قیمت بوده و همچنین دارای فناوری بسیار پیشرفته‌ای هستند. بنابراین بایستی حتما هنگام خرید تجهیز از یک مرکز مورد اعتماد و باسابقه در این مورد مشاوره فوق تخصصی دریافت نمایید تا بتوانید تجهیز مناسب برای نیاز خود را پیدا کنید.

سطح سنج های مغناطیسی، فلوتری و گیج مدرج:

در گذشته از سنسورهای سطح دیگری نظیر سطح سنج مغناطیسی، فلوتری و نیز گیج مدرج استفاده می‌شد. طرز عمل این سنسورها بسیار ساده و به صورت آنالوگ بود؛ به همین دلیل میزان خطا به شدت زیاد و امکان ایجاد اتوماسیون نیز بسیار محدود بود.

برای مثال، نوع گیج مدرج را در نظر بگیریم. در این تجهیزات، یک گوی با وزن مخصوص متناسب با ماده درون مخزن تهیه شده و در مخزن قرار می‌گرفت. با بالا و پایین شدن ماده درون مخزن، این گوی نیز جابجا شده و مقدار پر و خالی بودن مخزن را نشان می‌داد. این موضوع شاید امروزه حتی کمی خنده دار به نظر برسد؛ اما قبل از ورود تکنولوژی های جدیدتر عملا جایگزین زیادی برای این روش‌های ابتدایی وجود نداشت.

امروزه به دلیل پیشرفت تکنولوژی، تا حدود زیادی این نوع از حسگرهای سطح نیز منسوخ شده و دیگر در شرکت‌ها و تولیدی‌های مدرن از آن‌ها استفاده نمی‌شود. میتوان گفت مهم‌ترین دلیل منسوخ شدن این تجهیزات موضوع خروجی آنالوگ است.

با وارد شدن تکنولوژی‌های مدرن و افزایش اتوماسیون، دیگر کمتر مدیر حرفه‌ای و کارکشته‌ای مایل است با چنین فناوری‌هایی سر و کار داشته باشد. با اینکه شاید امروزه نیز این تجهیزات در بازار پیدا شوند، اما استفاده از آن‌ها به هیچ وجه توصیه نمی‌شود؛ چرا که یک خسارت احتمالی حاصل از کمبود کیفیت نظارت، چندین برابر هزینه صرفه جویی شده در هنگام خرید تجهیز خواهد بود.

کدام نوع سطح سنج بهترین است؟

اگر بخواهیم واقع بینانه به قضیه نگاه کنیم، پاسخی برای این سوال وجود ندارد! بسته به اینکه تجهیز موردنظر در چه موقعیتی قرار است استفاده شود، پاسخ های متفاوتی برای این پرسش وجود دارد. مثلا در محیط‌های تهاجمی، بهتر است حدالامکان از روش های غیرتماسی اندازه گیری سطح استفاده شود؛ در نتیجه، لول ترانسمیترهای راداری بهترین گزینه خواهد بود. در این حالت اگر به دلیل شرایط محیطی امکان استفاده از این لول ترانسمیتر وجود نداشته باشد، شاید سنسورهای رادیومتریک را مناسب‌ترین نوع دانست.

در مثالی دیگر، تصور کنید که به اندازه گیری نقطه‌ای سطح در یک مخزن سیمان نیاز داریم. از آنجایی که امکان وجود کلوخه در این مخازن وجود دارد، به هیچ وجه درست نیست که از لول سوئیچ دیاپازونی استفاده کنیم، بنابراین حسگر خازنی بهترین انتخاب خواهد بود.

به طور کلی، ترانسمیترهای سطح کیفیت نظارتی بالایی داشته و میتوانند سطح را به طور پیوسته به ما گزارش دهند و بنابراین میتوان به جرأت گفت که اکثرا بهترین انتخاب موجود هستند. اما این موضوع را هم باید در نظر گرفت که ممکن است در شرایطی نادر، به دلیل شکل و حالت خاص مخزن و یا ناسازگاری سیستم های کنترلی، امکان استفاده از آن‌ها وجود نداشته باشد.

هنگام انتخاب بهترین نوع سطح سنج نسبت به نیازتان، باید حتما به این موارد توجه کنید: 

1. نوع مخزن
2. ابعاد مخزن
3. ماده درون مخزن
4. دما و فشار درون مخزن
5. جزئیات دیگر مخزن (وجود گازهای مزاحم، وجود میکسر، وجود زائده در مخزن، …)
5. تماسی و یا غیرتماسی بودن اندازه گیری
6. نوع سیستم کنترلی

بهترین برندهای سطح سنج کدام هستند؟

برندهای وگا، اندرس هاوزر و رزمونت شناخته شده‌ترین برندهای تجهیزات اندازه گیری سطح در جهان به شمار می‌روند. اما از بین تمامی این برندها، برند وگا جایگاه بسیار ویژه‌ای دارد. تجهیزات وگا به صورت انحصاری در شرکت مادر در آلمان تولید می‌شوند و به همین دلیل از بالاترین سطح کیفیت و طول عمر برخوردارند. 

به علت یکپارچگی در تولید، برخلاف برندهای دیگر، امکان فروش تجهیزات استوک و یا تعمیری در تجهیزات وگا نزدیک به صفر است؛ چرا که تاریخ دقیق تولید و حتی تست تجهیز نیز قابل پیگیری است! یعنی شما دقیقا می‌توانید ببینید که این تجهیز چه زمانی تولید شده و چه زمانی تست‌های نهایی در شرکت تولیدکننده بر روی آن انجام شده است. اما در برندهای دیگر به دلیل عدم یکپارچگی در تولید، اینکه تجهیز دقیقا در چه تاریخی تولید و تست شده است، مشخص نمی‌شود. 

برای انتخاب سطح سنج از کجا مشاوره بگیریم؟

شرکت آداک فرآیند سپهر، بزرگترین مرکز تامین تجهیزات ابزار دقیق وگا در سطح ایران است. هر سوالی که در زمینه خرید تجهیزات ابزار دقیق، از جمله انواع سنسور سطح داشته باشید.

سطح سنج یا لول متر چیست؟

کنترل ارتفاع سطح مخازن در صنایع بسیار حائز اهمیت می باشد تا از سر ریز شدن سیالات درون مخازن جلوگیری به عمل آید و از خسارات و صدمات ناشی از آن جلوگیری به عمل آید.

لول متر یا سطح سنج از جمله تجهیزات اندازه گیری سطح است که؛ در صنایع دارویی، غذایی، آب و فاضلاب، نفت، گاز، سیلوها و غیره کاربرد دارد و در ادامه مشخصات فنی هر یک از انواع سطح سنج یا لول متر توضیح داده می شود.

انواع سطح سنج (لول سنج، لول متر)

• سطح سنج آلتراسونیک
• سطح سنج خازنی
• سطح سنج رادیومتری یا گاما
• سطح سنج رادار
• سطح سنج فشار تفاضلی
• سطح سنج هیدرواستاتیک
• سطح سنج القایی
• سطح سنج شناوری یا فلوتری
• سطح سنج دیاپازون یا ارتعاشی
• سطح سنج پره ای
• سطح سنج مغناطیسی

سطح سنج التراسونیک یا سطح سنج مافوق صوت، یک سطح سنج غیر تماسی می باشد و با ارسال پالس های صوتی و محاسبه اختلاف زمان رفت و برگشت پالس صوتی، با مشخص بودن سرعت صوت، ارتفاع مخازن محاسبه می گردد. سطح سنج آلتراسونیک هیچ گونه حساستی نسبت به رنگ و بو یا نور ندارند و به آسانی هدف را پیدا می کنند و بهترین سنسور آشکار ساز و اندازه گیری فاصله اجسام در صنعت محسوب می شود و قابلیت اندازه گیری سطح را به صورت گسسته دارد.

سطح سنج آلتراسونیک دارای خروجی جریان 4 تا 20 میلی آمپر، خروجی RS485 جهت ارسال اطلاعات به کامپیوتر و همچنن دارای خروجی رله ای برای آلارم یا کنترل می باشد.

مزایای لول سنج آلتراسونیک

• عدم حساسیت به نور، بور و رنگ
• غیرتماسی و عدم خوردگی و سایش
• رنج دمایی گسترده
• دارای 3 خروجی جریانی، رله ای و خروجی RS485
• قابلیت اندازه گیری ارتفاع تا 15 متر
• هزینه نصب و تعمیرات پایین
• کالیبراسیون آسان بدون نیاز به تخلیه مخازن
• طول عمر بالای سنسور اندازه گیری
• دقت بالا

کاربرد لول متر آلتراسونیک سطح سنج:

مخازن مواد شیمیایی با خوردگی بالا و محیط های انفجاری، مخازن آب، رنگ، چسب، مایعات قابل اشتعال همچون مخازن نفت، بنزین، گازوئیل، شیر، مخازن شن وماسه و مخازن با مواد خمیری مانند و مواد جامد روان مانند غلات، مواد پتروشیمی کاربرد دارند.

سطح سنج آلتراسونیک قابلیت نصب در مخازن سیمان که دارای غبار بسیار زیاد و مخازن آب جوش که دارای مقادیر بالایی بخار آب هستند را ندارند.

سطح سنج خازنی:

لول سنج خازنی، جهت اندازه گیری سطوح روی مخازن نصب می شوند و مقادیر سطح را به صورت پیوسته و گسسته اندازه گیری می کنند. سیالی که در مخازن وجود دارد یا رسانا هستند و یا نارسانا و ضریب دی الکتریک برای سیالات رسانا بیشتر از 10 و برای سیالات نارسانا کمتر از 10 می باشد. در سیالات نارسانا از یک سنسور خازنی استفاده می شود و خازن را باپراب خازنی و جداره مخازن فلزی ایجاد می کنند، در سیالات رسانا از دو سنسور خازنی استفاده می شود.

سطح سنج های خازنی در اندازه گیری سطوح جداگانه مانند آب و امولیسیون کننده و روغن نیز کاربرد دارند. در این حالت سیالات قابلیت حل شدن در یکدیگر را ندارند و هر یک دارای ضریب دی الکتریک مختص به خود می باشند.

در سطح سنج خازنی مقدار خروجی جریانی 4 تا 20 میلی امپر، متناسب با سطح مواد اندازه گیر ی شده تغییر می کند. و برای اندازه گیری سطوح با ارتفاع 2 و یا 3 متر مناسب می باشند.

مزایا لول سنج خازنی

• تغییرات ناچیز صریب دی الکتریک با تغییرات دما و فشار
• قابلیت اطمینان بالا
• قیمت مناسب
• هزینه تعمیر و نگهداری کم
• امکان خروج سنسور از مخازن و کالیبره کردن آن

کاربرد لول متر خازنی

سطح سنج های خازنی جهت اندازه گیری سطح مایعات، پودرها، مواد جامد، گرانول، پرک و دوغاب و غیره کاربرد دارند. استفاده از سطح سنج خازنی در سیالات توده ای (امکان شکستن و آسیب دیدن پراب) و سیالات با ویسکوزیته بالا (به دلیل خوردگی پراب) مناسب نمی باشد.

سطح سنج رادیومتری یا گاما:

سطح سنج رادیومتری جز سطح سنج های غیرتماسی محسوب می شود و هنگامی که نتوان از بقیه سطح سنج ها برای اندازه گیری سطح استفاده می شود.

در این سطح سنج ها در یک طرف لوله یا مخرن منبع تولید امواج گاما نصب می شود و در سمت دیگر لوله یا مخزن ترانسمیتر سطح نصب می شود. با عبور امواج گاما از میان سیال این امواج تضعیف و جذب سیال می شوند. مابقی امواج باقی مانده توسط ترانسمیتر جذب می شود. مقدار امواج جذب شده توسط ترانسمیتر به عنوان معیاری برای نشان دادن پر یا خالی بودن مخازن می باشد.

لول متر رادیومتری برای اندازه گیری سطح مایعات، جامدات، دوغاب، مواد سوسپانس، مخازن رادیو اکتیو کاربرد دارند.

لول سنج راداری

سطح سنج راداری در بالاترین سطح مخرن قرار می گیرند و دارای آنتن می باشند و امواج رادیویی با فرکانس بالا در حدود چند گیگا هرتز منتشر می کنند و مدت زمان رفت و برگشت این امواج محاسبه می گردد. این سطج سنج ها مستقل از پارامتر های دما، فشار، چگالی، رسانایی، بخار، گرد و غبار می باشد و یکی از روش های کاربردی در اندازه گیری سطح محسوب می شود.

انواع لول سنج راداری

• سطح سنج رادار
• سطح سنج راداری هدایت شده

سطح سنج رادار:

سطح سنج رادار قابلیت تحمل دما تا 450 درجه سانتی گراد را دارند و در برابر نویز، گرد و غبار مقاوم می باشند و جزو سطح سنج های غیر تماسی محسوب می شوند. در این لول متر امواج راداری توسط یک دیش سهموی یا آنتن شیپوری، به طور پیوسته در قالب یک سیگنال فرکانس به سطح سیال فرآیندی ارسال می شوند. پس از برخورد سیگنال به سطح مایع، بخشی از سیگنال به آنتن منعکس شده، و سپس جمع آوری و به ترانسمیتر فرستاده می‌شود. در ترانسمیتر یک میکروپروسسور اختلاف زمان بین پالس ارسالی و برگشتی را محاسبه کرده و با مشخص بودن سرعت موج الکترومغناطیسی که مساوی نور است، سطح محاسبه می شود.

سطح سنج راداری هدایت شده

سطح سنج راداری هدایت شده از نوع تماسی می باشد و دارای پراب جهت هدایت امواج رادیویی می باشد در این سطح سنج امواج رادیویی فقط در راستای پراب هدایت کننده، پایین می‌آیند. سطح سنج راداری هدایت شده در فرآیندهایی که دی‌الکتریک ماده، نسبتاً پایین باشد کاربرد دارند این سطح سنج ها هنگامی که مخازن پر هستند نیز دچار اختلال نمی شوند. در سطح سنج راداری هدایت شده، پس از اینکه موج رادیویی به سطح ماده برخورد می‌کند، بخشی از آن به سطح سنج بازتابیده می‌شود. اما بخش دیگر امواج، به راه خود ادامه می‌دهد. در نتیجه، اگر دو ماده با دو دی‌الکتریک مختلف در مخزن وجود داشته باشد، با این روش می‌توان ارتفاع سطح جدایش آنها را اندازه‌گیری کرد.

مزایای لول متر راداری

• قابلیت نصب بیرون از مخازن
• طول عمر بالا
• دقت بالا
• هزینه تعمیر و نگهداری پایین

کاربرد سطح سنج راداری

این سطح سنج ها در شرایط با دما و فشار بالا برای انواع مایعات و جامدات نظیر اسيدها و بازها، حلال هاي آلي، الكل، نفت و فراورده هاي نفتي، گازهاي مايع و گرانول هاي پليمري، مخازن پودری، سطوح داری فوم یا کف، آهك، سيمان، دانه ها، غلات، شكر، مواد معدني، پودرهاي فلزي، كربن وذغال سنگ مورد استفاده قرار می گیرند.

سطح سنج فشار تفاضلی

در اندازه گیری سطح به روش اختلاف فشار، اندازه گیری سطح با استفاده از اندازه‌گیری فشار انجام می‌شود؛ به این صورت که اختلاف فشار بین دو نقطه مد نظر محاسبه می شود و با توجه به رابطه ΔP=ρ×g×HΔP=ρ×g×H، ارتفاع محاسبه می شود. سطح سنج تفاضلی جامع ترین روش اندازه گیری سطح مایعات به خصوص در مخازن سر بسته و تحت فشار می باشد. اندازه گیری سطح با استفاده از اندازه‌گیری فشار انجام می‌شود.

سطح سنج هیدرواستاتیک

سطح سنج هیدرواستاتیک، فشار استاتیک مایعی که در حالت سکون درون مخزن قرار دارد را اندازه گیری می کند. سنسور سطح هیدرواستاتیک جهت استفاده در مخازن نیاز به نصب ندارد و دارای خروجی 4 تا 20 میلی آمپر می باشد که می‌تواند جهت کارهای کنترلی و یا اتصال به PLC استفاده شوند.

کاربرد سطح سنج هیدرواستاتیک

• تعیین سطح مخازن با مایعات تمیز
• تشخیص سطح بین دو مایع در مخازن فلزی
• محاسبه عمق ستون آب درون چاه

سطح سنج القایی

سطح سنج القایی در مایعاتی با هدایت الکتریکی که دارای حداقل هدایت الکتریکی 10 میکروثانیه بر سانتی متر هستند کاربرد دارند. بعضی از سطح سنج ها قابلیت تشخیص 5 ارتفاع سطح را دارند. سطح سنج های القایی سنسورهایی تماسی هستند و این لول مترها، عموماً برای مایعات مناسب هستند ولی در برخی کاربردها برای خمیر یا دوغاب، حوضچه ها، مخازن، آب انبارها، داروها، شناورهای بسته و مخازن باز مورد استفاده قرار می گیرند.

سطح سنج شناوری یا فلوتری

در سطح سنج های فلوتری از خاصیت شناوری اجسام در سیالات استفاده می شود و به منظور اندازه گیری سطوح به کار می روند. سطح سنج شناوری یا فلوتری سنسورهای تماسی هستند، این سطح سنج ها شامل یک شناور می باشد با بالا و پایین آمدن سطح سیال جابجا می شود و ارتفاع مخازن اندازه گیری می کند.

لول سنج های فلوتری در کاربردهایی چون كنترل سطح، كنترل سوپاپ، كنتورها، مخازن میعانات، كنترل سطح روغن، پایه های قطره ای و دیگ های بخار کاربرد دارند.

سطح سنج دیاپازون یا ارتعاشی

در سطح سنج های دیاپازونی سنسورهای ارتعاشی شامل یک تیغه می باشند که تیغه با فرکانس مشخص نوسان می کند، چنانچه تیغه با سیال داخل مخزن برخورد نماید فرکانس نوسان آن تغییر خواهد کرد، می توان با اندازه گیری این تغییر فرکانس، سطح سیال را در ارتفاع مورد نظر اندازه گیری کرد.

سطح سنج دیاپازونی در دو نوع می باشند که یک نوع جهت کنترل سطح مواد جامد پودری و نوع دیگر جهت کنترل سطح سیالات می باشد.

مزایای لول متر دیاپازونی

• ابعاد کوچک
• عدم نیاز به کالیبراسیون
• قابلیت کارکرد در دماهای مختلف و سیالات با نواسانات گوناگون
• عدم حساسیت به حباب هوا
• عدم حساسیت نسبت به ذرات سوسپانسیونی و توربولانس
• عدم فرسایش مکانیکی
• قابلیت نصب در تمامی محفظه ها
• مناسب برای سیالات ویسکوز

سطح سنج پره ای

سطح سنج پره ای، از پره فلزی تشکیل شده است و به وسیله یک موتور الکتریکی به گردش در می آید. با رسیدن سطح مواد به پره در حال چرخش، مانع از دوران پره می شود و نیروی ناشی از ایستادن پره باعث می شود موتور از محور خود حرکت کند و میکروسوییچ موجود در لول سوییچ دورانی را فعال کند. میکروسوییچ، سیگنال پر یا خالی بودن مخزن را با ارسال سیگنال الکتریکی ارسال می کند. سطح سنج پره ای جهت کنترل سطح مخازن با مواد پودری و گرانولی استفاده می شود. و در صنایع مواد غذایی، سیمان، پتروشیمی و صنایعی که کنترل سطح مخازن مواد جامد مورد نیاز است کاربرد دارند.

سطح سنج مغناطیسی:

سطح سنج مغناطیسی جهت نمایش سطح مایع در مخزن ها مورد استفاده قرار می گیرد. یک آهنربا توسط شناور در استوانۀ لول گیج بالا و پایین می رود. یک ستون از آهنربا ها در طول مسیر این حرکت وجود دارند که آهنربا ها روی هم آنجا چیده شده اند و یکطرف هر آهنربا سفید و طرف دیگر رنگی می باشد هرگاه آهنربای متصل به شناور از مقابل آنها عبور کند براثر جذب و دفع قطب های مغناطیسی، دانه به دانه این آهنربا ها چرخیده و سطح مایع را نمایش می دهند.

کاربرد سطح سنج مغناطیسی

سطح سنج های مغناطیسی در مخازن شیمیایی، مخازن آب، تانکرهای سوخت و اسید، صنایع پتروشیمی و دیگ های آب گرم و بخار کاربرد دارند.

نکات مهم انتخاب سطح سنج

• فشار مخزن 
• تعداد و نوع خروجی
• رنج دمایی
• دقت سطح سنج
• محدوده ارتفاع قابل اندازه گیری 
• رنج دمایی

مفاهیم و اصطلاحات اولیه در اندازه گیری سطح:

در تمامی پروژه ها و کارهایی که انجام می دهیم، همیشه به اطلاعاتی برای به دست آوردن میزان سیال ذخیره سازی شده نیاز داریم.

خب ربط آن به اندازه گیری سطح چیست؟

خیلی ساده است، شما یک مخزن با سطح مقطع 500m² دارید که ارتفاع آن 15m است.

شما به راحتی با اندازه گیری سطح مخزن می توانید به حجم ذخیره سازی شده، دست یابید.

بنابراین خیلی بعید است که در پروژه ای تعدادی مخزن داشته باشید و سطح آن ها اندازه گیری نشود.

استاندارد ها سطح سنج:

پرکاربردترین استانداردها در اندازه گیری سطح عبارت اند از:

API 550 Part 1 – Section 2

IPS – IN – E/M/C – 140

(API 2545 (Tank gauging

 دیمانسیون یا واحد اندازه گیری سطح سنج:

توجه کنید که اندازه گیری سطح را همیشه به صورت درصد بیان می کنیم و
همیشه به دنبال آن هستیم که ببینیم چند درصد از کل مخزن پر است.

دقت کنید که با داشتن درصد پر بودن مخزن، به راحتی می توانیم حجم سیال ذخیره سازی شده را به دست آوریم.

زیرا سطح مقطع مخزن ثابت بوده و با داشتن ارتفاع مخزن (اینکه چند درصد از سطح کلی مخزن پر است؟)
به راحتی میزان سیال موجود داخل مخزن را خواهیم داشت.

معرفی 4 سطح سنج گیجی (کاربرد در حالت Gauge)

به عنوان مقدمه ای برای معرفی روش های اندازه گیری سطح، با هم به روش هایی که خودمان با کمترین امکانات می توانیم با آن ها سطح را اندازه گیری کنیم، می بپردازیم.

مواد اولیه:

یک تکه چوب و یک تانک آب

خیلی ساده و فقط با فرو دادن چوب در تانک و مشاهده میزان خیس شدن چوب، می توانید به صورت تقریبی به درصد آب داخل مخرن پی ببرید.

عمق سنج (Deep)

ساده ترین روش اندازه گیری سطح، روش Deep است. این تجهیز دقیقا همانند گیج روغن ماشین است.

در جاهایی که سیال ویسکوزیته بالا یا چسبندگی دارد، می توان از این تجهیز استفاده کرد.

زیرا به وضوح بر روی دستک عمق سنج تغییر رنگ ایجاد می شود و میزان تغییر رنگ تا شاخص، مقدار سطح را نشان می دهد.

از فلوتر به عنوان تجهیزی که صنعتی شده عمق سنج ها می باشد استفاده می کنیم.

فلوتر (Floater)

فلوتر همان تجهیزی است که در کولرهای آبی کوچکی که در خانه ها داریم، استفاده می شود.

یک فلوتر، بر روی سطح مایع درون مخزن شناور است و
کافی است توسط یک استند، این فلوتر را به یک محور (چرخ دنده) و یک پوینتر متصل کنیم.

حرکت بالا و پایین سطح و در نتیجه حرکت فلوتر، منجر به حرکت پوینتر روی یک صفحه مدرج می گردد.

در باک بنزین ماشین نیز از این مکانیزم استفاده می شود.

در ماشین های قدیمی تر و تعداد اندکی از ماشین های امروزی، به هنگام حرکت ماشین در مسیر سربالایی، عقربه بنزین ماشین پایین می آمد و مقدار کمتری را نمایش می داد.

این مشکل به دلیل مورب شدن سطح باک و در نتیجه تاثیر بر روی محل اصلی فلوتر بوده و هست.

سرو لول گیج (Servo level gauge)

این روش، یکی از روش های بسیار قدیمی در اندازه گیری سطح است.

به طور مثال در آمریکا و از همان ابتدای کشف نفت در ایالت پنسیلوانیا (Pennsylvania)، برای ذخیره نفت در مخازن از این روش استفاده می کردند.

این روش برای مخازن بلند تا سقف 15 متر، استفاده می گردد.

روی مخزن، عموما یک منهول (Man-hole) پیاده سازی می کنند.

سایز منهول بایستی به اندازه ای باشد که یک انسان بتواند از آن عبور کرده و
به داخل مخزن برود.

زیرا فلوتر بایستی از این منفذ بر روی سطح آب قرار بگیرید و همچنین برای تعمیرات و نگهداری از طریق این منفذ به داخل مخزن رفته و تعمیرات را انجام می دهیم.

• اگر دقت کنید، دو عدد سیم هدایت شونده (Guided wire) وجود دارد که در بالا و پایین مخزن به وسیله لنگر (Anchor) محکم شده اند.
• فلوتر نیز به وسیله یک نوار اندازه گیری (Measuring tap) به چرخ دنده ها متصل شده و روی این قرقره ها یک عدد پوینتر موجود است.
  درنتیجه حرکت فلوتر در نهایت به این عقربه اعمال می شود و عقربه را می چرخاند.
• اگر بیشتر دقت کنید، نوار اندازه گیری در بالای مخزن از طریق دو عدد زانویی (sheave elbow) به چند قرقره متحرک متصل می گردد.
  این elbow ها به گونه ای می باشند که اصطکاکی بین tap و آن ها ایجاد نشود و خطایی در اندازه گیری ایجاد نگردد.
• فلوتر توسط دو Guided wire از دو سمت مهار شده و در امتداد طول آن ها می تواند حرکت کند.
  Guided wire برای این در نظر گرفته شده است که اگر سطح متلاطم شد، Measuring tap که نازک است آسیب نبیند.
• پیشتر به Man-hole اشاره کردیم و همانطور که مشاهده می کنید، نازل مربوط به فلوتر و Guide wire ها، روی منهول نصب می شوند.
• به عنوان آخرین نکته، به این مسئله اشاره می کنیم که در داخل گیج، تعدادی قرقره وجود دارد که شل و سفت شدن tape، منجر به تغییر قرقره ها و حرکت پوینتر می شود.
• طول Measuring tap بایستی حداقل دو برابر طول مخزن (طول مورد نظر جهت اندازه گیری) باشد.

سایت گلاس (Level gauge):

سایت گلاس، پرکاربردترین روش اندازه گیری سطح به صورت گیج است و
به خاطر همین کاربرد گسترده به آن Level gauge گفته می شود.

سطح سنج خازنی:

 از بالا بر روی مخازن، جهت اندازه گیری سطح نصب می کنیم.

ابتدا بر روی مخزن یک پروجکشن نازل توسط واحد پایپینگ ایجاد شده و
سپس بر روی آن، یک فلنج 2 تا 4 اینچ قرار گرفته و بر روی آن سطح سنج را نصب می کنیم.

سیالی که داخل مخزن قرار دارد، یک ضریب دی الکتریک دارد،
این ضریب را با K نشان می دهیم و اگر K<10 باشد، سیال نارسانا بوده و اگر K>10 باشد، سیال داخل مخزن رسانا خواهد بود.

سپس طبق فرمول ظرفیت خازن مقدار سطح به دست می آید.

از سطح سنج خازنی برای هر دو نوع سیال می توان استفاده کرد، ولیکن
هر کدام دارای الزامات و شرایط خاصی است که بایستی حتما رعایت شود.

شیوه عملکرد سطح سنج خازنی:

این سنسور اندازه گیری سطح ممکن است، تک صفحه ای (میله ای) (probe) یا دو صفحه ای باشند.

در واقع یا دو صفحه خازن داشته باشیم و یا اینکه یک صفحه خازن داشته باشیم و دیگری جداره مخزن باشد.

(منظورمان این است که در حالت دوم، به جای یکی از صفحات خازن که میله بایستی باشد، از دیواره مخزن استفاده کنیم)

مثلا در شکل زیر، دو صفحه خازن داریم:

با این روش اندازه گیری، یک خازن در قسمتی که سیال قرار دارد، تشکیل شده و یک خازن نیز در قسمت بالای سیال ایجاد می شود.

در این روش باید حتما دیواره های مخزن را به زمین متصل کنیم تا از تشکیل خازن بین پراب ها و دیواره های مخزن جلوگیری کنیم.

کاملا واضح است که این دو خازن، چون صفحه های هم نام شان بهم متصل است، با یکدیگر موازی بوده و داریم:

اما اگر بدنه و دیواره های مخزن فلزی باشند می توان از روش دوم نیز استفاده کرد، به این صورت که
از یک تک پراب استفاده کرد و صفحه دوم خازن را دیواره مخزن نزدیک به آن در نظر گرفت.

استفاده از سطح سنج خازنی در سرویس های Interface:

همچنین از این روش اندازه گیری می توان در سرویس هایی که دارای سطح جدایی (Interface) نیز است، استفاده کرد.

به طور مثال در شکل بالا سطح اول آب، سطح دوم امولسیون و سطح سوم روغن است

زیرا هر کدام از این سیالات دارای ضریب دی الکتریک مختص به خود است و در هم حل نمی شوند.

در این حالت هر یک از این سیالات خازن های متفاوتی را ایجاد می کنند.

 ویژگی های کاربردی سطح سنج خازنی

این روش هیچ محدودیتی از نظر فشار و دمای سیال ندارد.

ولیکن اگر سیال عبوری توده ای و partial باشد، از این روش نباید استفاده شود.

زیرا probe (میله) ها نازک بوده و پس از مدتی دچار آسیب و شکستگی می شوند.

برای سیالات ویسکوز (ویسکوزیته بالا) هم کمتر از این روش استفاده می شود،
زیرا میله ممکن است دچار خوردگی و از بین رفتگی شود.

همچنین حداکثر تا طول های 2 تا 3 متر از این روش استفاده می شود.

در شکل زیر از یک سطح سنج خازنی برای اندازه گیری سطح یک مخزن 2 متری گازوئیل استفاده شده است.

انواع لول سنج ها

به طور کلی دو نوع لول سنج در محصولات اتوماسیون صنعتی موجود می باشد:

۱٫لول سنج نقطه ای

۲٫لول سنج پیوسته

لول سنج نقطه ای

برای تشخیص تغییرات لول، در سطوح مایع و خشک در سیلوها مخازن و شناورها به کار می رود و اغلب برای هشدار از سنسور برای نشان دادن وضعیت کم یا زیاد استفاده می شود.

لول سنج پیوسته

کاربرد مشابهی با نقطه ای دارد با این تفاوت که اندازه گیری مداوم سطح درون یک سیلو ، مخزن یا ظرف صورت  می پذیرد.

لول سنج نقطه ای و مداوم برای مصارفی شامل گازها ، مایعات ، پودرها ، مواد جامد و دوغاب استفاده شود و جز تجهیزات مهمی در  صنایع مختلف باشد.

کاربردهای لول سنج در صنعت

• آب و فاضلاب
• غذا و نوشیدنیر
• تجهیزات دریایی
• تجهیزات آبیاری
• تولید محصولات چوبی
• صنایع ساختمان
• صنایع معدنی

ما برای پوشش صنایع مختلف طیف گسترده ای از تجهیزات اندازه گیری لول از جمله شناورهای اساسی و سوئیچ های نقطه ای مکانیکی تا ترانسمیترهای پیچیده تر از اولتراسونیک و رادارهای مختلف که همه این محصولات توسط برترین تولید کنندگان در سطح جهان که همگی با گواهینامه NACE, SIL2/3, ATEX, FM, UL, IEEE323/344, FDA, 3A, Class 1 or 2 / Div 1 or 2 ارائه می شوند.

شاخص سطح مخزن مکانیکی و دیجیتالی و لول سوییچ های نقطه ای و پیوسته و ترانسمیترها و ماژول های سنسور سطح مایع و شاخص ها از جمله محصولات پر کاربرد و مورد نیاز هر صنعتی برای اندازه گیری و مانیتورینگ سطح می باشد که برای دریافت مشاوره فنی و استعلام قیمت واردات ابزار دقیق می توانید با مشاورین فنی پتروصدف تماس بگیرید.

سوییچ پراب ظرفیت خازنی:

لول سوییچ نقطه ای که سطح زیاد و کم مواد جامد و مایعات را در مخازن ، انبارک ها و سیلوها تشخیص می دهند.

این سوییچ ها دارای دو الکترود هستند و از مایع درون ظرف به عنوان دی الکتریک استفاده می کنند.سطح مایعات با اندازه گیری تغییرات در مقدار ظرفیت تعیین می شود.

شناورهای مکانیکی:

این تجهیزات برای اندازه گیری سطح نقطه ای مانند کره ها ، توپ ها و اجسام مستطیلی است که در مایع شناور هستند و به عنوان شاخص های بصری برای کاربردهای اندازه گیری سطح عمل می کنند. آنها به صورت جامد یا توخالی هستند و از فولاد ضد زنگ پلاستیکی یا مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده اند.

سوئیچ های پدالی چرخشی:

این سوییچ لول سنج های نقطه ای هستند که برای تشخیص لول پودرها و مواد فله ای در سیلوها و ظروف دیگر استفاده می شوند. سوئیچ ها توسط یک موتور الکتریکی تغذیه می شوند و به طور مداوم می چرخند تا زمانی که با ماده در تماس باشند و در نتیجه نیرویی ایجاد می شود که باعث می شود چرخش متوقف شود.

التراسونیک:

این نوع فرستنده اندازه گیری سطح از صدا با فرکانس بالا برای تشخیص سطح محصول استفاده می کند. شیوه عملکرد لول سنج التراسونیک به این ترتیب است که فرستنده در بالای مخزن قرار می گیرد و پالس های اولتراسونیک را که از سطح محصول منعکس می شوند ، منتقل می کند.سپس سنسور محاسبه اندازه گیری را بر اساس سیگنال ایجاد می کند. از فرستنده های التراسونیک برای اندازه گیری سطح پیوسته استفاده می شود.

سوییچ چنگال تنظیم لرزش:

این کلیدهای اندازه گیری سطح در لوله ها و مخازن نصب می شوند تا سطح زیاد و پایین مایع را تشخیص داده و از سرریز شدن آن جلوگیری کنند.

نحوه عملکرد سوییچ چنگال تنظیم لرزش به این ترتیب است که سوئیچ ها شامل دو شاخه یا دو چنگک هستند که تا زمانی که در محصول غوطه ور نشوند ، با فرکانس طبیعی می لرزند و همین امر باعث افت فرکانس می شود. این تغییرات توسط سنسورهایی کنترل می شود که می توانند با شروع یک سطح مشخص ، زنگ هشدار را زده یا ولو را به کار اندازند.

ترانسمیتر های هیدرواستاتیک (فشار) سطح سنج:

این مدل لول سنج ها نوعی ترانسمیتر اندازه گیری سطح پیوسته است که برای آب و سایر کاربردهای مایع استفاده می شود.

این دستگاه ابزار اندازه گیری سطح ، با اندازه گیری نیرو یا فشار درون بدنه ساکن، میزان مایعات را تعیین می کند.

رادار موج راهنما سطح سنج:

این کنترل کننده های سطح پیوسته از رادار برای اندازه گیری میزان مایعات و محیط خشک استفاده می کنند.تجهیزات کنترل لول رادار دارای یک پراب است که در محیط مایع یا خشک غوطه ور شده و پالس های کم انرژی را به پایین پراب می فرستد.انرژی سپس پروب را منعکس می کند و اندازه گیری بین لول رسانه و بالای مخزن ذخیره را فراهم می کند.

رادار بدون تماس سطح سنج:

این نوع ابزار دقیق سطح رادار ، با تعیین مدت زمانی که سیگنال منتقل شده روی سطح منعکس شده و به فرستنده بازمی گردد ، عمل می کند.سطوحی که انرژی را منعکس می کنند ، تشخیص داده و سطح خشک یا مایع را اندازه گیری می کند. این محاسبات سطح مداوم را برای حجم و جرم فراهم می کند.

سنسورهای مغناطیسی سطح سنج:

نوعی تجهیزات کنترل سطح پیوسته است که از آهن ربای معلق در سنسور سطح شناور برای ایجاد پالس های جریان استفاده می کنند.این پالس ها سپس از طریق یک سیم موج دار یا به میله ای حرکت می کنند تا یک میدان مغناطیسی ایجاد کنند که باعث می شود شناور بر اساس لول مایعات بالا برود و غرق شود.

سطح سنج  (Level Transducers)

آگاهی از ميزان مواد موجود در يك مخزن، از كاربردی ترين استفاده ها از سطح سنج ها در صنعت مي ­باشد.

سرريز شدن يك مخزن مي­ تواند موجب بروز حادثه ای بسیار خطرناك و حتی پر هزينه شود و يا بالعكس، در زمان پمپاژ از يك مخزن، خالي بودن آن، ممكن است خسارات جبران ناپذيري به پمپ وارد کند.

خالی بودن حتی ممكن است، درست زمانی که که یک لوله عمل جذب حرارت را انجام مي­ دهد، موجب آسیب شود.

هم چنين در صنایع غذايي و دارويي كه مي ­بايد مقداری مشخص از مواد گوناگون با یکدیگر تركيب شوند، تشخيص دقيق ميزان مواد موجود در مخازن، بسيار مهم است. موادی كه سطح آن ها در يك مخزن، اندازه گيري مي­ شود ممکن است، همگن (Homogeneous) نباشند.

موادي كه سطح آن ها در مخزن، مورد نظر است؛ ممكن است براي مصارف غذايي و يا حتی مواد شيميايي خورنده و خطرناك باشند. به عنوان مثال مي تواند پودر، ذرات ريز و يا غلات باشد.

مواد مي­ توانند در زمان تخلیه در مخزن به شکل مخروطي درآيند و يا ايجاد موج نمايند. در اين صورت باید در انتخاب روش اندازه گيري سطح، دقت زیادی به عمل آید.

مبدل­ هاي سطح به دو دسته عمده پيوسته و ناپيوسته تقسيم مي ­شوند:

• در مبدل­ هاي پيوسته، اندازه گيري سطح به صورت دقيق و در تمام ارتفاع مخزن مورد نظر انجام می شود.
• اما بعضي اوقات، مبدل ناپیوسته، تنها با مشخص نمودن حدي از ارتفاع كه مي­ تواند خطر ساز شود؛ مورد استفاده قرار می گیرد.

مبدل ناپیوسته

 1. سوئیچ شناور

به صورت معمول در اين مواقع، از نوعي سوئيچ استفاده مي­ گردد که در اصل، نوعی ارتفاع سنج ناپيوسته است؛ بسيار ساده تر از نوع پيوسته آن است.

در شكل زير، یک نمونه سوئيچ شناور كه می ­تواند به صورت نرمال، باز (NO) و یا بسته (NC) باشد، نمایش داده شده است. اتصالاتی شبيه به اتصالات درون رله­ ها دارد. ضمن اين كه توسط فنر حمايت مي­ شوند، از جنس مغناطيسي بوده و وقتي يك آهن ربا در بالاي آن ها حركت مي­ كند، ميدان مغناطيسي با كشيدن اتصالات باعث بسته شدن و يا باز شدن آن ها مي­ گردد.

اين اتصالات، درون يك لوله غيرآهني آب­ بندي شده ­اند. يك آهن ربای دائمی، درون شناور قرار داده شده كه متناسب با حركت سطح، بالا و پايين مي­ رود. دو حلقه نگهدارنده، جهت محدود كردن حركت شناور به سمت بالا و پايين به كار گرفته شده اند.

اتصالات اين سوئیچ سطح، مي­ توانند به ولتاژ مستقيم جهت تحريك كنترل كننده­ هاي قابل برنامه ريزي و يا ولتاژ متناوب 220 ولت جهت به صدا در آوردن زنگ اخبار يا فعال نمودن عملگرها متصل شوند.

2. آشكار ساز نوری

نوع دیگری از سوئیچ­ های سطح، آشكارسازهاي نور می­ باشند. در صورتي كه خواص مواد درون مخزن مانع از انتشار نور گردد؛ می­ تواند مورد استفاده قرار بگيرد. چندين نوع، ساختار ارتفاع سنج با استفاده از آشكار كننده هاي نوري در شكل زير نشان داده شده است:

• فرستنده نوري اغلب از نوع ديود مادون قرمز با لنز و امكانات مناسب، جهت برقراري ارتباط با گيرنده مي­ باشد.

گيرنده متشكل از يك ترانزيستور حساس به نور و فيلتر نوري است كه تنها طول موج نور ارسالي را دريافت مي ­كند. اين فيلتر، موجب كاهش خطاي ناشي از نور محيط مي­ گردد. وقتي كه سطح، پايين تر از سنسور باشد، نور به گيرنده مي­ رسد و ترانزيستور نوري اشباع مي ­گردد، آن گاه در خروجي، 0 منطقي خواهيم داشت. وقتي كه سطح در مخزن، مانع رسیدن نور فرستنده به گیرنده گردد؛ ترانزيستور نوري به حالت قطع رفته و در نتيجه در خروجي، 1 منطقي خواهيم داشت. علاوه بر ولتاژ مستقيم تغذيه، مي ­توان با استفاده از مقاومت پول-آپ بين ترانزيستور نوري (در حالت كلكتور باز) و هر ولتاژ دلخواه ديگر، 1 منطقي داشته باشيم.

• گيرنده ­هايي نيز وجود دارد كه به جاي ترانزيستور نوري از ترانزيستور حساس به نور استفاده مي­ كنند. خروجي اين گيرنده­ های 220 ولت، می­ تواند متناوب باشد. نصب گيرنده و فرستنده متمركز كه از يك صفحه انعكاس دهنده استفاده مي­ كند، ساده ­تر است. يعني اگر صفحه انعكاس دهنده به اندازه كافي بزرگ باشد، تنظيم گيرنده و فرستنده ساده تر خواهد بود. اين نوع فرستنده و گیرنده، از نظر سيم كشي نيز بسیار ساده هستند.
• استفاده از فرستنده و گيرنده به صورت مجتمع، قابليت انعطاف بيش تري را فراهم مي­ كند. اگر آن ها روي يك نگهدارنده وصل شوند، به راحتي مي ­توان در قسمت­ هاي مختلف مخزن، نصب و در صورت لزوم، بدون نياز به تنظيمات دوباره جا به جا شوند.

به صورت كلي، آشكاركننده ­هاي نوري سطح، عمر طولانی تری نسبت به سوئيچ ها دارند. علت این است که در آن ها هيچ بخش مكانيكي وجود ندارد. اما يك ایراد اساسي اين نوع ارتفاع سنج ها اين است كه مايع، حتما باید مانع از عبور نور گردد، و اين مسئله كاربرد آن ها را محدود مي­ كند.

3. انتقال حرارت سطح سنج:

اندازه گيري انتقال حرارت نيز مي­ تواند جهت آشكار نمودن وجود مواد، درون يك مخزن به كار رود. سنسور دماي مقاومتي كه تحريك شده و انتقال حرارت آن، فقط از طريق هوا منتقل شده؛ گرماي بيش تري را حس مي­ كند تا زمانی كه مايع پیرامون سيم، حرارت را گرفته باشد. انتقال حرارت سريع تر و آسان تر بوده و در نتيجه اثر خودگرمايي كم تر خواهد بود.

مبدل پیوسته سطح سنج:

همان گونه که اشاره شد، در بعضي از كاربردها، تنها كافي است كه مشخص شود كه مايع بالاتر و يا پايين تر از يك سطح مورد نظر است. اما در بعضي موارد هم نياز است كه به صورت بسیار دقيق، ارتفاع مواد داخل مخزن مشخص شود. اين مسئله نياز به مبدل پيوسته را آشکار می کند. راه­ هاي گوناگون و بسیار متنوعي براي اندازه گيري دقيق ميزان مواد موجود در يك مخزن وجود دارد كه در اين قسمت به پنج مورد آن اشاره خواهد شد:

• فشار در قسمت تحتاني يك مخزن به صورت مستقيم، به ارتفاع مواد سيال داخل مخزن بستگي دارد.
• وزن مخزن، مستقل از جنس مواد (سيال يا جامد) درون آن به ارتفاع آن مواد بستگي دارد.
• مي ­توان از سيستم شناور براي دنبال كردن سطح سيال استفاده نمود و با آن روش، پتانسيومتر و يا شيري را به حركت در آورد.
• براي مواد عايق الكتريكي يا جامد، مي ­توان با استفاده از مخزن و يك الكترود، يك خازن بزرگ ساخت.
• آشكاركننده­ هاي اولتراسونيكي، شبيه به آن چه كه در اندازه گيري طول و یا سيستم تنظيم خودكار دوربين ­هاي عكاسي استفاده می شود؛ مي­ توانند براي آشكارسازي فاصله سطح مايع به كار گرفته شوند.

1. اندازه گیری سطح با استفاده از فشار سطح سنج:

در بخش­ قبل مشخص شد كه فشار، در انتهاي يك ستون از مايع، متناسب است با ارتفاع آن ستون:

که در آن…      

r : چگالي مايع

g : ثابت تبديل جرم به وزن  cm/s² 981

h : ارتفاع ستون مايع

به اين فشار، فشار سر (head Pressure) مي­ گويند.

بنابراين با اندازه گيري فشار انتهاي يك مخزن، مي­ توان سطح مايع داخل مخزن را اندازه گيري کرد. اما بايد توجه داشت كه در اين روش چندين فرض موجود است كه بايستي مورد توجه قرار بگيرند.

• اول اين كه، براي گرفتن نتيجه ثابت و پايدار، مايع بايستي داراي شكل واحد (Uniform) باشد. به عبارت ديگر، چگالي بايد ثابت باشد.
• دوم اين كه، فشار قرائت شده مربوط به ارتفاع بالاي مبدل فشار مي ­باشد. بنابراين اگر به هر دليلي امکان نصب سنسور در انتهاي مخزن وجود ندارد، در مدارات الكترونيكي و يا محاسبات كامپيوتري باید مقدار آفست نيز منظور شود. اين مسئله در شكل زير نشان داده شده است:

شکل (3). ساختار سطح سنج پیوسته – فشارسنج ارتفاع

• بالاخره، آخرين چيزي كه می بايست به آن دقت نمود در صورت استفاده از فشارسنج براي اندازه گيري سطح، ميزان فشار بالاي مخزن مي­ باشد. اگر مخزن باز است و فشار آن فشار اتمسفر است؛ فرمول بالا صحيح است و مي­ توان از يك مبدل فشار كه فشار نسبت به محيط را اندازه گيري مي ­كند؛ استفاده کرد. اما اگر مخزن بسته است، فشار انتهاي مخزن نه تنها بستگي به فشار سر دارد، بلكه به فشار بالاي مخزن نيز بستگي دارد يعني:

براي انجام اين محاسبه به روش اتوماتيك، مي­ توان از يك فشارسنج تفاضلي با فشار مرجع متصل به بالاي مخزن استفاده نمود. شكل زير اين روش را نشان مي دهد:

لول سنج هیدرواستاتیک

این نوع سطح سنج که به مدل سابمرسیبل یا غوطه وری نیز مشهور است  از بهترین روش های اندازه گیری مایعات است. عملکرد آن به این صورت است که فشار یا اختلاف فشار ابتدا و انتها مخزن را اندازه گیری می کند بر اساس چگالی سیال به اندازه گیری ارتفاع مخزن پرداخته می شود. از دقت بسیار بالایی نیز برخوردار است. در مخازن سر باز و سیمانی و چاه های آب از این نوع استفاده می کنند.

سطح سنج دیافراگمی

از سطح سنج دیافراگمی می توان در موارد پودری و مایعات استفاده کرد. با این حال در مواد پودری کاربرد بیشتری دارد. و در دماهای بالا یا محیط های انفجاری نیز کاربرد دارد.کاربرد آن به این صورت است که بدون نیاز به منبع تغذیه و از طریق فشار وارده به غشا دیافراگم , به صورت مکانیکی این فشار را به یک میکروسوئیچ خروجی انتقال می دهد تا به بررسی وضعیت مخزن و مواد پودری و مایعات بپردازد.

سطح سنج لرزشی

سطح سنج لرزشی که با نام های ارتعاشی و دیاپازونی هم شناخته می شود برای کنترل و بررسی مایعات و جامدات پودری کاربرد دارد. عملکرد این نوع سطح سنج به این شکل است که ابتدا لرزش کوچکی با فرکانس تعریف شده صورت می گیرد سپس هنگامی که جامدات پودری یا مایع به آن سطح نزدیک شدند به دلیل تغییر محیط , اندازه فرکانس دامنه نیز تغییر می کند . این تغییر نیز با طراحی الکترونیکی انجام شده حس می شود و دستور خروجی را صادر می کند.
این نوع در صنایع سیمان , پلاستیک , شکر , نمک , روغن خوراکی , دارویی و صنایع زیاد دیگر کاربرد زیادی دارد.

سطح سنج پره ای

این نوع لول سوئیچ در مخازن غذایی یا تانک های مواد جامد پودری استفاده می شود.عملکرد آن به این صورت است که هنگامی که سطح مواد استفاده شده به پره فلزی تعبیه شده برسد از حرکت پره جلوگیری می کند که این امر باعث جابجایی موتور می شود و به کنترل وضعیت پر و خالی بودن مخزن می پردازد.
وضعیت نصب این مدل به صورت عمودی از بالا مخزن یا به صورت افقی روی دیواره مخزن است.
سطح سنج پره ای در سه نوع آویز , پدالی فلنچی و مینی تاپ عرضه می شود.

ارتفاع سنج التراسونیک

لول متر التراسونیک به صورت غیرمستقیم کار خود را انجام می‌دهد و هیچ تماسی با مخازن ندارد. خیلی دقیق مقادیر سطوح را کنترل می‌کند.

در رنج دمای گسترده‌ای می‌توان از آن استفاده کرد. به رنگ و بو و نور حساس نیست و دقیق عمل می‌کند. هزینه نصب و تعمیر آن پایین است. به آسانی دچار خرابی نمی‌شود. به سادگی عمل کالیبراسیون برای آن انجام می‌شود و نیاز به تخلیه مخزن وجود ندارد.

برای مواد خطرناک و موادی که خوردگی بالایی دارند مناسب است. مانند مواد پتروشیمی، رنگ، چسب، مایعات قابل اشتعال و…