سطح‌سنج یا لول‌سنج خازنی چیست؟
اندازه‌گیری سطح به روش خازنی (Capacitive Level Measurement) یکی از روش‌های اندازه‌گیری سطح سیالات با خاصیت خازنی می‌باشد.
می‌دانیم كه مواد مختلف دارای ثابت‌های دی‌الكتریك متفاوتی هستند. خازنی را در نظر بگیرید كه ماده دی‌الكتریك آن از دو بخش هوا و مایع تشكیل شده باشد. با افزایش مقدار مایع، ضریب دی‌الكتریك كلی خازن تغییر می‌كند. از این ویژگی می‌توان برای اندازه‌گیری ارتفاع و سطح سیالات استفاده نمود.
سنسور سطح خازنی چگونه کار می‌کند؟
در سنسورهای ارتفاع خازنی، یكی از صفحات خازن، الكترودی است كه وارد مخزن یا تانك می‌شود و صفحه دوم می‌تواند یك الكترود دیگر و یا دیواره فلزی تانك باشد. الكترود دوم یا دیواره تانك به پتانسیل زمین وصل شده و الكترود مرجع نامیده می‌شود. با بالا رفتن ارتفاع مایع در مخزن، ثابت دی‌الكتریك افزایش یافته و در نتیجه با اندازه‌گیری آن، میزان ارتفاع مایع در مخزن محاسبه می‌شود.
همچنین در مخازن مخروطی و یا مخازن كروی حتی اگر تانك از فلز ساخته شده باشد، به دلیل اینكه فاصله بین دیواره‌ی تانك و الكترود در طول این خازن ثابت نمی‌ماند و بنابراین نتیجه‌ی خطی نخواهد شد درنتیجه، یك مرجع موازی با الكترود لازم است. همچنین در سیالاتی كه دارای ثابت دی الكتریك كم هستند، نیز باید از الكترود مرجع استفاده كرد، زیرا این مرجع به الكترود نزدیكتر است و تغییر ظرفیت بر واحد طول، در مقایسه با حالتی كه دیواره تانك مرجع می‌باشد، بیشتر خواهد بود. معمولاً در مواردی كه نیاز به الكترود دوم می‌باشد، از الكترودهای هم‌مركز به شكل استوانه‌ای استفاده می‌شوند.
برای كاربردهایی كه سیال فرآیندی رسانا است، سطح میله توسط یك عایق از سیال جدا می‌شود. در این روش، خود سیال نقش سطح دیگر خازن مورد نظر را ایفا می‌كند.
یكی از محاسن پروب‌های استوانه‌ای هم‌مركز این است كه می‌توانند در یك تانك كوچك‌تر با همان سیال فرآیندی مورد نظر در خارج از محل نصب كالیبره شوند ولی معمولاً سایر پروب‌ها، باید بعد از نصب نهایی در محل كالیبره شوند.
ثابت دی‌الكتریك برخی مواد با دما تغییر می‌كند. البته، عموماً مواد با دی‌الكتریك بالا كمتر تحت تاثیر دما قرار می‌گیرند. اگر دمای فرآیند تغییر كرد، توصیه می‌شود كه سنسور دوباره كالیبره شود.
تخریب‌كننده‌ترین عامل در اندازه‌گیری با استفاده از روش خازنی تشكیل رسوب از نوع رسانا بر روی الكترود می‌باشد كه باعث تغییر ابعاد و شكل هندسی پروب اندازه‌گیری می‌شود. تشکیل رسوب نارسانا معمولاً چندان مهم نیست و با كالیبراسیون مجدد قابل رفع خواهد بود.
مزایای سطح‌سنج خازنی
برخی از مزایای سنسورهای سطح خازنی عبارت‌اند از:
- قابلیت اطمینان بالا
- هزینه‌های نگهداری پایین
- تغییرات كم ثابت دی‌الكتریك تحت تاثیر عواملی چون دما، چگالی و ویسكوزیته
- مناسب برای سیالات دوغابی
- مناسب برای سیالات جامدات پودری و گرانولی
- قابلیت کالیبره در خارج از مخزن و قبل نصب
- قیمت پایین
در این رابطه بخوانید:
سازندگان ابزارهای اندازه‌گیری سطح
برخی از برندها و سازندگان سطح‌سنج، لول ترانسمیتر و پروب‌های سطح عبارت‌اند از:
- اندرس هاوزر
- اشنایدر الکتریک
- اسکیم
- امگا
- اِی‌بی‌بی
- ایندومارت
- بی‌دی سنسورز
- جومو
- دانفوس
- روزمونت
- زیمنس
- سنسیس
- فاکس برو
- فانتینی
- کرونه
- کوبولد
- وگا
- ویکا
- هانیول
- …
منبع، با ویرایش و افزون مطالب
در این رابطه بخوانید:
