لول سوئیچ خازنی چیست؟ اصل کار سنسور سطح خازنی چیست؟

لول سوئیچ خازنی بر اساس اصل سنجش ظرفیت عمل می‎‌کند. این لول سوئیچ اساساً با تأثیر دما، رطوبت، فشار، رسانایی مواد و سایر عوامل موثر بر فرآیند اندازه‌گیری، سر و کار دارد، بنابراین قابلیت اطمینان بسیار بالایی دارد. همچنین می‌تواند مایعات خورنده قوی، مانند اسید، قلیایی، نمک، فاضلاب و غیره را اندازه‌گیری کند.

لول سوئیچ خازنی چیست؟

لول سوئیچ خازنی، ابزاری برای نظارت بر ارتفاع مایع و خاموش کردن یک کلید تماسی رله یا انتقال خروجی سوئیچ رله در صورت رسیدن به حداکثر، حداقل یا حد متوسط است. سپس خروجی سوئیچ سطح مایع می‌تواند توسط ابزار دقیق دیگر برای باز کردن یک شیر، روشن کردن یک لامپ هشدار دهنده، فعال کردن زنگ صوتی یا روشن کردن یک پمپ استفاده شود. لول سوئیچ خازنی برای مایعات و جامدات را می‌توان در محیط‌هایی مانند مایعات، خمیرها، شربت‌ها، پودرها، گرانول‌ها استفاده کرد. کاربرد گسترده و ساختار مستحکم آن را در همه صنایع بسیار محبوب کرده است.
اندازه‌گیری سطح با لول سوئیچ خازنی یک راه حل ساده و مقرون به صرفه است که امکانات زیادی را برای نظارت بر سطح در مایعات ارائه می‌دهد. به خصوص در مخازن کوچک و سیالات رسانا. تشخیص سطح نقطه با سوئیچ‌های سطح خازنی همچنین در کاربردهایی که شامل رسانه‌های تهاجمی و تجمع سنگین در مایعات و جامدات هستند، نیز به خوبی عمل می‌کند.

اصل کار سنسور سطح خازنی چیست؟

اصل اندازه‌گیری سطح خازنی بر اساس تغییر ظرفیت خازن است. لول سوئیچ خازنی معمولاً از یک پروب تشکیل شده‌ است که به عنوان یک الکترود غوطه‌ور در داخل مخزن عمل می‌کند. پروب و دیواره مخزن، خازنی را تشکیل می‌دهند که ظرفیت آن به مقدار محصول موجود در مخزن بستگی دارد: مخزن خالی ظرفیت کمتری دارد و مخزن پر، ظرفیت بیشتری دارد. محتویات مایع مخزن به عنوان محیط دی الکتریک عمل می‌کند که بر ظرفیت ایجاد شده بین دو الکترود تأثیر می‌گذارد.
اگر سطح مایع بالا و پایین شود، این کار ظرفیت اندازه‌گیری شده توسط پروب را به روشی قابل پیش بینی تغییر می‌دهد و بنابراین می‌توان از آن به عنوان اندازه‌گیری سطح مایع استفاده کرد. مواد با رسانایی بالا یا ثابت دی الکتریک بالا مانند آب، ظرفیت بالایی دارند. این امر در مورد مواد کم رسانا مانند موم یا هوا برعکس عمل می‌کند. بنابراین سوئیچ در محیط‌هایی با ثابت دی الکتریک نسبتا بالا یا محلول‌های رسانا به خوبی کار می‌کند.
یک کاوشگر سوئیچ سطح مایع خازنی مستقیماً با مایع مورد اندازه‌گیری تماس برقرار می‌کند و بنابراین سازگاری مواد باید مورد توجه قرار گیرد. از آن‌جایی که پروب لول سوئیچ خازنی اساساً یک میله فولادی ضد زنگ است، می‌تواند در برابر فشارهای بالا مقاومت کند تا بتوان از آن در مخازن تحت فشار آب‌بندی شده استفاده کرد. همچنین، از آن‌جایی که هیچ جزء حساسی در سیال غوطه‌ور نیست، می‌توان از آن‌ها در محیط‌های با دمای بالاتر استفاده کرد که توسط انواع دیگر سوئیچ سطح مایع تحمل نمی‌شود.
کاوشگرهای خازنی سنجش سطح مایع معمولاً بالا یا کنار مخزن با پروب بیرون زده به داخل مخزن نصب می‌شوند. زمانیکه مایع به پروب می‌رسد، کاوشگرهای نصب شده در کنار مخزن فعال می‌شوند. پروب‌هایی که به سمت پایین مخزن کشیده می‌شوند را می‌توان با استفاده از رله‌های سوئیچ چندگانه تماسی، در سطوح مختلف تنظیم کرد.

یک مثال از لول سوئیچ خازنی

به عنوان مثال، فرض کنید که در یک مخزن فلزی بزرگ، ما یک محلول با ظرفیت بالا را اندازه‌گیری می‌کنیم. یک پروب رسانا مانند یک صفحه فلزی و خود دیواره مخزن دو الکترود خازن را تشکیل می‌دهند. یک سیگنال RF فعال می‌شود و باعث می‌شود جریان کم از محلول عبور کند. این جریان بسته به مقدار محلول موجود در مخزن متفاوت است، تفاوتی که توسط کلید خازن تشخیص داده شده و به خروجی مناسب برای کاربرد خاص تبدیل می‌شود.

دقت لول سوئیچ خازنی

این نوع فناوری باید به عنوان نشانگر سطح آب مورد استفاده قرار گیرد نه به عنوان دستگاه کنترل سطح آب. چند عامل وجود دارد که می‌تواند خطاهایی را در دقت اندازه‌گیری ایجاد کند، در زیر به تعدای ازین عوامل اشاره شده است:
1- پروب باید برای ویژگی‌های محیط، کالیبره شود. این معمولاً مشکلی نیست زیرا طراحی‌های سنسور پروب خازنی روش خوبی برای کالیبراسیون برای محیط خاصی که اندازه‌گیری می‌شود، گنجانده‌اند.
2- ثابت دی الکتریک ماده نباید در طول زمان یا دما تغییر کند. مگر اینکه محیط یک ماده بسیار عجیب و غریب باشد. تغییر در ثابت دی الکتریک در طول زمان یا دما باید بسیار ناچیز باشد، در غیر این صورت تغییراتی در فرکانس اندازه‌گیری شده ممکن است رخ دهد و در سطح اندازه‌گیری شده خطا ایجاد کند.
3- اگر دقت بالا مورد نیاز باشد (کمتر از چند درصد)، آنگاه دقت بالایی در اندازه‌گیری فرکانس مورد نیاز است. یک مجموعه سنسور با طراحی خوب می‌تواند به راحتی به دقت کمتر از 5٪ برسد. در نهایت، تغییر در فرکانس یک تابع خطی نیست، بنابراین سطح نسبت به خطاهای یک انتهای محدوده اندازه‌گیری خیلی حساس‌تر می‌شود. باز هم با طراحی مناسب می‌توان این نواحی خطای احتمالی را به حداقل رساند تا یک مونتاژ دقیق تولید شود.

مزایای لول سوئیچ خازنی

• ساختار مکانیکی ساده.
• روی سیالات دی الکتریک به خوبی کار می‌کند.
• سازگار با طیف وسیعی از مایعات، پودرها و جامدات دانه‌ای.
• هزینه نسبتا پایین در مقایسه با سایر روش‌های اندازه‌گیری الکترونیکی.
• مخازن تحت فشار یا تخلیه شده مهر و موم شده تأثیری بر عملکرد ندارند.
• سازگاری سیال با دمای بالا، زیرا هیچ جزء حساسی با سیال تماس پیدا نمی‌کند.
• هیچ قطعه متحرکی که نیاز به بازرسی و نگهداری منظم داشته باشد یا منجر به سایش و پارگی شود، ندارد.

معایب لول سوئیچ خازنی

• با سیالات رسانا بدون لوله بیرونی عایق کار نمی‌کند
• رسانه‌های ضخیم یا چسبنده باعث ایجاد یک پوشش روی پروب می‌شوند که یک لایه عایق ایجاد می‌کند که باعث اختلال در عملکرد می‌شود یا بر عملکرد تأثیر می‌گذارد.
• برای تشخیص تفاوت بین مایع و هوا نیاز به کالیبراسیون دارد.
• حساس به تغییرات محیطی که باعث تغییر ثابت دی الکتریک می‌شود.
• بیرون زدگی کاوشگر در مایع باعث ایجاد انسداد، جذب آلودگی و مسائل مربوط به پاکیزگی بهداشتی می‌شود.
• در انتخاب الکترود صحیح برای کاربرد باید دقت کرد.

 

موارد فوق اصل کار، ویژگی‌ها، مزایا و معایب لول سوئیچ خازنی است. پس از مطالعه مطالب فوق، باید درک خاصی از سطح سنج خازنی داشته باشید. امیدوارم این مقاله به شما کمک کرده باشد.

نظرات کاربران


اگر تصویر خوانا نیست اینجا کلیک کنید
همزمان با تأیید انتشار نظر من، به من اطلاع داده شود.
* نظر هایی كه حاوی توهین است، منتشر نمی شود.
* لطفا از نوشتن نظر های خود به صورت حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.