I. Inngangur
Stigskynjarar, sem mikilvægur hluti af sjálfvirkni iðnaðar og ferlistýringu, eru mikið notaðir í ýmsum vökvamælingar- og stýrikerfum. Það fer eftir rekstrarreglum þeirra og notkunaratburðarás, hægt er að flokka stigskynjara í margar gerðir. Þar á meðal gegna snertilausir stigskynjarar sífellt mikilvægara hlutverki í nútíma sjálfvirkni í iðnaði vegna einstakra rekstrarreglna þeirra og kosta. Þessi grein mun veita nákvæma kynningu á flokkun stigskynjara og starfsreglur snertilausra stigskynjara og fjalla um möguleika þeirra á notkun.
II. Flokkun vökvastigsskynjara
Hægt er að flokka vökvastigsskynjara í ýmsar gerðir út frá rekstrarreglum þeirra og notkunaratburðarás. Eftirfarandi eru nokkrar algengar gerðir vökvastigsskynjara:
Fljótandi-vökvastigsskynjarar: Þessir nota meginregluna um flot til að mæla vökvastig. Þegar vökvastigið hækkar hækkar flotið í samræmi við það og vökvahæðin greinist með breytingum á stöðu flotans. Þessi tegund af skynjara er með einfalda uppbyggingu og litlum tilkostnaði en hefur veruleg áhrif á vökvaþéttleika og lögun flotsins.
Vökvastigsskynjarar af -gerð: Þessir mæla vökvastig með því að nota meginregluna um vatnsstöðuþrýsting. Eftir því sem vökvastigið hækkar eykst þrýstingurinn sem beitt er á skynjarann; vökvastigið er ákvarðað með því að mæla þessa þrýstingsbreytingu. Þessir skynjarar bjóða upp á mikla nákvæmni og stöðugleika en eru tiltölulega flóknir í uppsetningu og viðhaldi.
Rafrýmd stigskynjarar: Þessir mæla vökvastig með því að nota meginregluna um rýmd. Skynjarinn inniheldur rafrýmd frumefni; eftir því sem vökvastigið hækkar breytist rýmdargildið milli vökvans og frumefnisins og vökvastigið er ákvarðað með því að mæla þessa breytingu á rýmdinni. Þessir skynjarar bjóða upp á kosti eins og mælingar án-snertingar og skjótan viðbragðstíma.
Ultrasonic Level Sensors: Þessir nota ultrasonic tækni til að mæla vökvamagn. Skynjarinn gefur frá sér úthljóðspúlsa og tekur við endurspeglað merki; vökvastigið er reiknað út með því að mæla þann tíma sem það tekur úthljóðsbylgjur að ferðast. Þessir skynjarar bjóða upp á kosti eins og mælingar án-snertingar, breitt mælisvið og lágmarks áhrif frá eiginleikum vökvans.
III. Vinnureglur non-snertistigskynjara
Vökvastigsskynjarar án-snertingar eru tæki sem mæla vökvamagn án þess að hafa bein snertingu við vökvann sem verið er að mæla. Þeir nota venjulega útbreiðslueiginleika hljóðbylgna, örbylgjuofna, leysira eða annarra rafsegulbylgna til að mæla vökvastig. Eftirfarandi eru starfsreglur nokkurra algengra gerða vökvastigsskynjara án-snertingar:
Ultrasonic vökvastigsskynjari
Ultrasonic vökvastigsskynjarar mæla vökvastig með því að senda frá sér og taka á móti úthljóðspúlsum. Þegar úthljóðspúls er gefinn frá skynjaranum endurkastast hann þegar hann lendir á vökvayfirborðinu og endurkasti púlsinn er móttekinn af skynjaranum. Skynjarinn reiknar hæð vökvastigsins út frá þeim tíma sem úthljóðspúlsinn þarf til að ferðast frá losun til móttöku. Ultrasonic stigskynjarar bjóða upp á kosti eins og breitt mælisvið, hraðan viðbragðshraða og lágmarks áhrif frá vökvaeiginleikum og eru mikið notaðir í ýmsum vökvamælingar- og stýrikerfum.
Ratsjárstigskynjarar
Ratsjárstigsskynjarar nota örbylgjuofnareglur til að mæla vökvastig. Skynjarinn gefur frá sér örbylgjumerki og tekur á móti endurkastuðu merkinu og reiknar út hæð vökvastigsins með því að mæla þann tíma sem þarf til að merkið fari frá losun til móttöku. Ratsjárstigsskynjarar bjóða upp á mikla mælingarnákvæmni, sterka truflunarþol og hæfi fyrir háan-hita og háan-þrýstingsumhverfi, sem gerir þá mikið notaða í vökvastigsmælingum í iðnaði eins og jarðolíu, orkuframleiðslu og lyfjum.
Laser stigskynjarar
Laserstigsskynjarar mæla vökvastig með því að beina leysigeisla að vökvayfirborðinu og taka á móti endurkastuðu merkinu. Skynjarinn reiknar hæð vökvastigsins út frá þeim tíma sem það tekur leysigeislann að ferðast frá losun til móttöku. Leysirstigsskynjarar bjóða upp á mikla nákvæmni, mikla áreiðanleika og getu til að mæla yfir langar vegalengdir, en þeir eru tiltölulega dýrir.
Optískir stigskynjarar
Optískir stigskynjarar mæla vökvastig með ljósfræðilegum reglum. Skynjarinn inniheldur ljósgjafa og móttakara. Þegar vökvastigið hækkar, hindrar vökvinn ljósið sem gefur frá sér, sem veldur því að styrkleiki ljóssins sem móttakarinn tekur á móti minnkar eða hverfur. Vökvastigið er ákvarðað út frá breytingum á ljósinu sem móttakandinn fær. Optískir stigskynjarar bjóða upp á kosti eins og snertilausa mælingu og hraðan viðbragðstíma, en afköst þeirra hafa verulega áhrif á fjarlægðina milli ljósgjafans og móttakarans.
IV. Umsóknarhorfur án-snertistigskynjara
Með stöðugum umbótum á sjálfvirkni í iðnaði og hraðri þróun snjallframleiðslu eru snertilausir vökvastigsskynjarar notaðir víðar í iðnaðarframleiðslu. Í framtíðinni munu snertilausir vökvastigsskynjarar halda áfram að þróast í átt að meiri nákvæmni, meiri áreiðanleika og meiri upplýsingaöflun, sem veita skilvirkari og nákvæmari lausnir fyrir sjálfvirkni í iðnaði og ferlistýringu. Á sama tíma, með stöðugri tilkomu nýrra efna og tækni, verða frammistöðu og virkni snertilausra vökvastigsskynjara enn betri og betrumbætt.
V. Niðurstaða
Þessi grein veitir ítarlegt yfirlit yfir flokkun vökvastigsskynjara, sem og vinnureglur og notkunarmöguleika fyrir snertilausa vökvastigsskynjara. Með samanburðargreiningu á ýmsum vökvastigsskynjurum er augljóst að hver tegund hefur einstaka kosti og sérstakt notkunarsvið. Með áberandi rekstrarreglum sínum og kostum, gegna snertilausir vökvastigsskynjarar sífellt mikilvægara hlutverki í iðnaðar sjálfvirkni og ferlistýringu. Í framtíðinni, eftir því sem tæknin heldur áfram að þróast og notkunarsviðin halda áfram að stækka, munu þróunarhorfur fyrir snertilausa vökvastigsskynjara verða enn víðtækari.