Gränsnivåmätning: hur man väljer rätt gränslägesbrytare

5.1 Vibronic mätprincip för vätskemätning

Vibrationsnivåvakter baserade på Vibronik-mätprincipen är lämpliga för användning i icke-vidhäftande och icke-avlagrande vätskor med mediekontakt. De kan användas oavsett vätskeegenskaper som ledningsförmåga, densitet, tryck och temperatur. De är också okänsliga för skum och bubbelbildning samt turbulens.

Vibronik-mätprincipen, även kallad stämgaffelprincipen, är, som namnet antyder, baserad på stämgafflarnas grundläggande funktionalitet. Dessa resonerar vid vissa frekvenser och producerar karakteristiska vibrationer. Hos vibrationsnivåvakter fungerar resonansfrekvensen som referens för punktnivåmätningen. Om stämgaffeln täcks av vätska sker en förändring i frekvensen. Denna förändring gör det möjligt att dra slutsatser om gränsnivån. Detta förklarar varför ändarna på vibrationsnivåvakterna liknar stämgafflar.

Vibrationsnivåvakter finns även i en belagd modell och är därför även lämplig för applikationer inom den kemiska industrin.

Beroende på applikation är strömbrytarna vanligtvis monterade på behållarens ytterväggar, förs in direkt i lämpliga behållaröppningar, installeras via en fläns eller fästs på rörledningar.

Till vibrationsnivåvakterna

Fig. 2: Mätspetsen på vibrationsnivåvakten liknar en stämgaffel

Fig. 3: En flottörgivare kräver ingen strömförsörjning för att fungera

5.2 Mekanisk mätprincip

Flottörgivarna, som arbetar enligt den mekaniska mätprincipen, är lämpliga för användning i ledande och icke-ledande vätskor. De är också avsedda för miljöer där användningen av elektroniska sensorer är olämplig och i applikationer som, till exempel, kräver direkt styrning av pumpar eller ventiler.

Dessa kostnadseffektiva medieberörande omkopplare drivs utan strömförsörjning och kan detektera nivån av en vätska med hjälp av flytkraften hos en flottör eller mekaniska rörelser. När nivån når en viss nivå aktiveras omkopplaren och en signal avges så att ställdon kan slås på eller av direkt.

Flottörgivarna är gjorda av enkla material, s de tryck- och temperaturgränser som rekommenderas av tillverkaren inte får överskridas. Det är också viktigt att flottörgivarens bryteffekt inte belastas för mycket för att inte skada kopplingskontakten.

Läs mer om flottörgivare

5.3 Konduktiv mätprincip

Om du arbetar med ledande vätskor som vatten, syror eller alkalier kan du använda medieberörande nivågivare, som fungerar enligt den konduktiva mätprincipen och är en kostnadseffektiv lösning för nivåmätning.

Sensorelektroderna nedsänkta i vätskan genererar en växelström. Om det elektriska motståndet mellan elektroderna ändras kan gränsnivån slutas utifrån detta. När elektroderna kommer i kontakt med den ledande vätskan minskar det elektriska motståndet. Den resulterande förändringen i växelström utlöser en omkopplingssignal.

För att säkerställa korrekt funktion av den konduktiva nivågivaren måste respektive temperatur- och tryckgränser beaktas vid val av lämplig modell.

Upptäck konduktiva nivåvakter

Fig. 4: Struktur i en konduktiv nivåbrytare

Fig. 5: Installation av en kapacitiv nivågivare för nivådetektering av vätskor

5.4 Kapacitiv mätprincip för att detektera vätskegränsnivåer

De kostnadseffektiva kapacitiva gränslägesgivarna är lämpliga för att detektera ledande och icke-ledande vätskor.

Dessa fungerar enligt den kapacitiva principen genom att deras elektroder, en täckt och en otäckt sond, bildar en kondensator med respektive behållare. Genom att ändra påfyllningsnivån ändras kondensatorns kapacitans. Denna kapacitetsförändring gör det i sin tur möjligt att dra slutsatser om gränsnivån för vätskan.

För att undvika skador på de använda kapacitiva gränslägesbrytarna bör de väljas enligt tillverkarens anvisningar avseende tryck- och temperaturgränser.

Kapacitiva nivåvakter kan även köpas i specialutförande med en extra elektrod och är därför även lämpliga att använda för självhäftande media.

Visa kapacitiva nivåvakter

5.5 Optisk mätprincip

Gränslägesbrytare som fungerar enligt den optiska mätprincipen lämpar sig för en mängd olika applikationer där man vill detektera gränsnivåer av ledande och icke-ledande vätskor på ett beröringsfritt eller medieberörande sätt.

Vätskans övriga egenskaper såsom temperatur, tryck, densitet, konduktivitet och dielektricitetskonstant är irrelevanta eftersom den optiska mätprincipen är baserad på emission av en ljusstråle och detektering av den reflekterade eller transmitterade ljussignalen. Förändringen i ljusintensitet eller det reflekterade ljuset används som en mätindikator för fyllnadsnivån.

Medieberörande optoelektroniska omkopplare används direkt i vätskorna. Detta kan göras genom att integrera den i själva behållaren eller genom att fästa den på speciella inbyggda delar eller flänsar.

Välj optoelektroniska gränslägesgivare

Fig. 6: Optoelektronisk omkopplare med mediekontakt

Fig. 7: Beröringsfria lasergivare är lämpliga för nivåmätning av aggressiva medier

Optiska punktnivåsensorer jobbar istället med ljusstrålar.

De kommer inte i kontakt med medier och är därför också lämpliga för att upptäcka mer aggressiva vätskor som aceton och syror samt för hygieniska tillämpningar.

De är också lämpliga för nivådetektering av vätskor i smala tankar eller specialformade behållare. De kan fästas på valfri plats på behållarens lock eller tankväggen.

Välj lasergivare

Tillbaka till översikten

6. Lämpliga mätmetoder för nivåmätning av bulkmaterial

Bulkvaror, som vätskor, kan ha en mängd olika egenskaper. De kan, till exempel, vara grovkorniga, finkorniga, pulverformiga, dammiga, vidhäftande, fuktiga, torra, nötande, hällbara eller ej hällbara och frätande.

Även här måste man skilja mellan olika mätprinciper för nivådetektering, vilka är anpassade efter bulkvarornas egenskaper.

Tre vanliga mätprinciper förklaras närmare nedan.

Fig. 8: Bulkvaror kan skilja sig mycket från varandra

Fig. 9: Mätspetsen för vibrationsnivåvakten kan även vara stavformad vid mätning av bulkvaror

6.1 Vibronic-mätprincip för att detektera gränsvärden för bulkvaror

Den vibroniska mätmetoden för bulkvaror är jämförbar med mätprincipen för vätskor. Det är dock inte förändringen i frekvensen av vibrationerna som används för att detektera gränsnivån för medieberörande bulkvaror, utan snarare förändringen i amplituden. Ändringarna omvandlas till en kopplingssignal.

Trots dessa skillnader fungerar båda metoderna i princip på liknande sätt och möjliggör tillförlitlig och exakt punktnivåmätning. Medan de stavformade vibrationsnivåvakterna är lämpliga för grovkorniga fasta ämnen är de stämgaffelformade modellerna lämpliga för fina eller pulverformiga fasta ämnen med låg densitet.

Mediets fysikaliska egenskaper såsom konduktivitet, dielektricitetskonstant, förändring i densitet, tryck eller temperatur, turbulens, skum eller bubblande vätskor har ingen negativ inverkan på nivåmätningen.

Utforska vibrationsnivåvakter

6.2 Elektromekanisk mätprincip

Om du vill registrera gränsnivåer för bulkvaror med olika kornstorlekar och densitet är de roterande paddelnivåbrytarna eller roterande paddelgränslägesbrytarna som arbetar enligt den elektromekaniska mätprincipen lämpliga. Mediets elektriska egenskaper är irrelevanta i denna mätvariant.

I elektromekaniska mätmetoder orsakar en viss fyllnadsnivå en enkel mekanisk rörelse av omkopplaren, vilket genererar en elektrisk signal som används för att de-tektera gränsnivån.

På grund av den mekaniska påfrestningen på de rörliga delarna såsom den roterande skoveln, kräver denna mätmetod regelbundet underhåll av strömbrytaren för att förhindra slitage och felfunktion.

Visa paddelnivåvakter

Fig. 10: Enkelt och beprövat: vridbar paddelomkopplare för nivåmätning

Fig. 11: Kapacitiv gränslägesbrytare installerad nedan för nivådetektering av bulkvaror

6.3 Kapacitiv mätprincip för mätning av bulkvaror

Den grundläggande principen för kapacitiv mätning för nivåmätning av vätskor kan också överföras till bulk-detektering.

Kapacitiva nivåvakter kan användas för alla bulkvaror så länge som dielektricitetskonstanten också beaktas vid detektering av gränsnivån baserat på förändringen i kapacitans.

Skillnaden är att den dielektriska konstanten för respektive bulkvaror också måste beaktas, eftersom den påverkar kapacitansändringen som används för att registrera gränsnivån. Dielektricitetskonstanten i sin tur bestäms till exempel av bulkvarornas sammansättning, temperatur och fuktighet.

Till de kapacitiva nivåvakterna

Om du vill registrera eventuella nivåhöjder utöver gränsnivåer är lösningar för kontinuerlig nivåmätning lämpliga för dig.

Till lösningarna för kontinuerlig nivåmätning

Vill du veta mer om de olika nivåmätningsteknikerna i allmänhet?

Mer om grunderna i nivåmätningsteknik