Μετάβαση στο περιεχόμενο

ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΤΑΘΜΗΣ

Μέτρηση στάθμης: μεταδότες και διακόπτες στάθμης — πώς λειτουργούν και ποιον να διαλέξετε

Η στάθμη μετριέται σε κάθε δεξαμενή, σιλό, φρεάτιο και δοχείο μιας μονάδας — για να ξέρετε το περιεχόμενο, για να ελέγχετε μια αντλία ή μια βάνα, ή για να μην υπερχειλίσει μια δεξαμενή και να μη δουλέψει μια αντλία χωρίς υγρό. Κάποια όργανα δίνουν τη στάθμη συνεχώς· άλλα αλλάζουν κατάσταση μόνο σε ένα σημείο. Αυτή η σελίδα καλύπτει επτά τεχνολογίες —υδροστατικούς μεταδότες, ραντάρ, υπέρηχους, δονούμενους διακόπτες, πλωτήρες και εκτοπιστές, διακόπτες αγωγιμότητας και HF, και το περιστροφικό πτερύγιο—, πώς λειτουργεί η καθεμία, πού ταιριάζει και πού όχι, πότε χρειάζεστε συνεχή μέτρηση και πότε αρκεί ένας διακόπτης, και πώς διαλέγετε.

Επτά τρόποι να μετρήσετε στάθμη

Για την καθεμία: η αρχή λειτουργίας σε σκίτσο, πού ταιριάζει και πού όχι, και πόσα όργανα αυτής της τεχνολογίας έχει ο κατάλογός μας.

Υδροστατικοί μεταδότες στάθμης

Ένας αισθητήρας πίεσης στον πυθμένα της δεξαμενής ή του φρεατίου μετρά την πίεση της στήλης υγρού από πάνω του. Με γνωστή πυκνότητα, αυτή η πίεση είναι το ύψος του υγρού — περίπου 98 mbar για κάθε μέτρο νερού. Οι βυθιζόμενοι αισθητήρες κρέμονται από το καλώδιό τους, που έχει μέσα σωλήνα εξαερισμού προς την ατμόσφαιρα ως αναφορά· οι φλαντζωτοί τοποθετούνται κοντά στον πυθμένα της δεξαμενής.

Πού ταιριάζει
Νερό και λύματα, γεωτρήσεις, φρεάτια, ανοιχτές δεξαμενές και ταμιευτήρες — απλοί και ανθεκτικοί, χωρίς επίδραση από αφρό, ατμούς ή ό,τι βρίσκεται πάνω από το υγρό.
Πού όχι
Κλειστές δεξαμενές υπό πίεση, όπου η πίεση του αερίου προστίθεται στην ένδειξη, και υγρά που αλλάζουν πυκνότητα.

Ραντάρ στάθμης: μη επαφής και κυματοδηγού

Ο μεταδότης στέλνει μικροκύματα προς την επιφάνεια και μετρά τον χρόνο ώσπου να γυρίσει η ηχώ τους: το ραντάρ μη επαφής τα στέλνει από μια κεραία μέσα από τον αέρα, το ραντάρ κυματοδηγού κατά μήκος μιας ράβδου ή ενός συρματόσχοινου που φτάνει μέσα στο μέσο. Η απόσταση ώς την επιφάνεια, αφαιρεμένη από το ύψος της δεξαμενής, δίνει τη στάθμη.

Πού ταιριάζει
Υγρά και στερεά χύδην σε ψηλές δεξαμενές και σιλό, με ατμούς, υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις· το ραντάρ κυματοδηγού και κάτω από αφρό και για τη διεπιφάνεια δύο υγρών.
Πού όχι
Απλές δουλειές όπου αρκεί ένας διακόπτης ή ένας υδροστατικός αισθητήρας, και εγκαταστάσεις όπου η δέσμη δεν περνά από εσωτερικά εμπόδια κοντά στην κεραία.
Δεν είναι ακόμη στον κατάλογό μας — ρωτήστε μας για διαθεσιμότητα. Δείτε πώς τα προμηθεύουμε Διαβάστε το άρθρο

Υπερηχητικοί μεταδότες στάθμης

Ένας αισθητήρας πάνω από την επιφάνεια στέλνει σύντομους παλμούς ήχου και χρονομετρά την ηχώ τους από το υγρό. Ο χρόνος και η ταχύτητα του ήχου δίνουν την απόσταση, και από αυτήν τη στάθμη — χωρίς επαφή. Η ταχύτητα του ήχου αλλάζει με τη θερμοκρασία του αέρα, γι’ αυτό ο μεταδότης τη διορθώνει.

Πού ταιριάζει
Νερό και λύματα: φρεάτια, αντλιοστάσια, ανοιχτές δεξαμενές και ανοιχτά κανάλια — ο Delta Mobrey DMSP900SH είναι φτιαγμένος για φρεάτια άντλησης και αντλιοστάσια.
Πού όχι
Αφρός, ατμοί, σκόνη, έντονες αναταράξεις, και κλειστές δεξαμενές υπό πίεση ή κενό, που εξασθενούν την ηχώ ή αλλάζουν την ταχύτητα του ήχου.

Δονούμενοι διακόπτες στάθμης

Μια διχάλα ή μια ράβδος δονείται στη συχνότητα συντονισμού της, με τη βοήθεια των ηλεκτρονικών της. Όταν την καλύψει υγρό ή σκόνη, η δόνηση αλλάζει —αποσβένεται και η συχνότητά της πέφτει— και, μετά από μια μικρή καθυστέρηση, ο διακόπτης αλλάζει την έξοδό του.

Πού ταιριάζει
Προστασία από υπερπλήρωση και από λειτουργία αντλίας χωρίς υγρό, και ανώτατη και κατώτατη στάθμη σε σιλό με σκόνες και κόκκους — χωρίς κινούμενα μέρη.
Πού όχι
Συνεχής στάθμη, και μέσα που αφήνουν σκληρές, βαριές επικαθίσεις ανάμεσα στα σκέλη.

Πλωτήρες και εκτοπιστές

Και οι δύο δουλεύουν με την άνωση. Ένας πλωτήρας επιπλέει στην επιφάνεια και, σε ορισμένη στάθμη, μετακινεί έναν μαγνήτη που αλλάζει μια επαφή. Ένας εκτοπιστής είναι βαρύτερος από το υγρό και κρέμεται από ελατήριο ή στοιχείο στρέψης: καθώς η στάθμη ανεβαίνει, το υγρό τον σηκώνει με δύναμη ίση με το βάρος του υγρού που εκτοπίζει, και ο μεταδότης κάνει αυτή τη μεταβολή σήμα στάθμης.

Πού ταιριάζει
Πλωτηροδιακόπτες για απλούς συναγερμούς στάθμης σε δεξαμενές· εκτοπιστές για στάθμη και διεπιφάνεια σε διαχωριστές, δοχεία συλλογής υγρών (knock-out pots) και δοχεία συμπυκνώματος, σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση.
Πού όχι
Βρόμικα, κολλώδη ή κρυσταλλούμενα υγρά που φράζουν τα κινούμενα μέρη, και —για τους εκτοπιστές— υγρά που αλλάζουν πυκνότητα.

Διακόπτες στάθμης αγωγιμότητας και HF

Δύο ηλεκτρονικοί διακόπτες ορίου στάθμης χωρίς κινούμενα μέρη. Ο διακόπτης αγωγιμότητας περνά ένα μικρό ρεύμα ανάμεσα στο ηλεκτρόδιό του και στο τοίχωμα της δεξαμενής, ή σε δεύτερο ηλεκτρόδιο, μόλις το αγγίξει αγώγιμο υγρό. Ο διακόπτης HF δημιουργεί ένα πεδίο υψηλής συχνότητας στην άκρη του και αντιλαμβάνεται πώς το αλλάζει το μέσο γύρω από την άκρη.

Πού ταιριάζει
Απλά ανώτατα και κατώτατα όρια σε αγώγιμα υγρά (αγωγιμότητας), και μικροί, υγιεινοί διακόπτες για υγρά, παχύρρευστα μέσα και πάστες σε τρόφιμα και φάρμακα (HF).
Πού όχι
Συνεχής στάθμη· και —για τους διακόπτες αγωγιμότητας— λάδια, διαλύτες και άλλα υγρά που δεν άγουν το ρεύμα.

Διακόπτες στάθμης περιστροφικού πτερυγίου

Ένα μικρό μοτέρ γυρίζει αργά ένα πτερύγιο μέσα στο σιλό. Όταν το στερεό καλύψει το πτερύγιο και το σταματήσει, ο διακόπτης δίνει το όριο· όταν το υλικό απομακρυνθεί, το πτερύγιο ξαναγυρίζει. Ο ίδιος διακόπτης δείχνει ανώτατη ή κατώτατη στάθμη.

Πού ταιριάζει
Ανώτατη και κατώτατη στάθμη σε σιλό και χοάνες με σκόνες, κόκκους και πυκνά στερεά — ο διακόπτης πτερυγίου της Delta Mobrey καλύπτει μεγάλο εύρος πυκνοτήτων υλικού.
Πού όχι
Υγρά, και συνεχής στάθμη — ο διακόπτης πτερυγίου λέει μόνο αν το υλικό έφτασε σε αυτόν.
1 προϊόν στον κατάλογό μας Δείτε τα στη λίστα προϊόντων

Με μια ματιά

Οι τυπικές ιδιότητες των επτά τεχνολογιών σε έναν πίνακα, και η τυπική θερμοκρασία διεργασίας τους σε ένα γράφημα.

Σύγκριση τεχνολογιών μέτρησης στάθμης: τι δίνουν, επαφή με το μέσο, για ποια μέσα, τυπική θερμοκρασία διεργασίας, έξοδος και κύριος περιορισμός
ΤεχνολογίαΤι δίνειΕπαφή με το μέσοΜέσαΤυπική θερμοκρασία διεργασίαςΈξοδοςΚύριος περιορισμός
Υδροστατικοί μεταδότες στάθμηςΣυνεχής στάθμηΑισθητήρας μέσα στο υγρό, στον πυθμέναΥγρά, και λύματα και ιλύς−20…+100 °C4–20 mA, HARTΣωστή στάθμη μόνο με γνωστή, σταθερή πυκνότητα· σε κλειστή δεξαμενή πρέπει να αφαιρεθεί η πίεση του αερίου
Ραντάρ στάθμηςΣυνεχής στάθμηΧωρίς επαφή· κυματοδηγού: ράβδος ή συρματόσχοινο στο μέσοΥγρά και στερεά χύδην−40…+200 °C4–20 mA, HARTΥψηλότερο κόστος· επικαθίσεις στην κεραία και εμπόδια στη δεξαμενή θέλουν προσοχή στην εγκατάσταση
Υπέρηχοι στάθμηςΣυνεχής στάθμηΧωρίς επαφήΥγρά, φρεάτια, αντλιοστάσια και ανοιχτά κανάλια−40…+80 °C4–20 mA, HARTΑφρός, ατμοί, σκόνη και αναταράξεις εξασθενούν ή σκορπούν την ηχώ· νεκρή ζώνη ακριβώς κάτω από τον αισθητήρα
Δονούμενοι διακόπτες στάθμηςΌριο στάθμης (διακόπτης)Διχάλα ή ράβδος μέσα στο μέσοΥγρά, σκόνες και κόκκοι−40…+120 °CΡελέ ή τρανζίστορ (PNP/NPN)Μόνο όριο, όχι συνεχής στάθμη· βαριές, σκληρές επικαθίσεις ανάμεσα στα σκέλη μπορεί να το «κρατήσουν»
Πλωτήρες και εκτοπιστέςΌριο ή συνεχής στάθμηΠλωτήρας ή εκτοπιστής μέσα στο υγρόΚαθαρά υγρά και διεπιφάνειες δύο υγρών−60…+320 °CΕπαφή (πλωτηροδιακόπτης)· 4–20 mA, HART (εκτοπιστής)Κινούμενα μέρη μέσα στο υγρό· ο εκτοπιστής μετρά σωστά μόνο με γνωστή πυκνότητα
Διακόπτες στάθμης αγωγιμότητας και HFΌριο στάθμης (διακόπτης)Αισθητήριο μέσα στο μέσοΑγώγιμα υγρά (αγωγιμότητας)· υγρά και πάστες (HF)−30…+150 °CΡελέ ή τρανζίστορ (PNP/NPN)Μόνο όριο, όχι συνεχής στάθμη· ο διακόπτης αγωγιμότητας θέλει υγρό που άγει το ρεύμα
Περιστροφικό πτερύγιο Όριο στάθμης (διακόπτης)Πτερύγιο μέσα στο στερεόΣτερεά χύδην, από ελαφριές σκόνες ώς πυκνά στερεά−20…+80 °CΕπαφήΜόνο όριο σε στερεά· κινούμενα μέρη, και το πτερύγιο πρέπει να ταιριάζει στη φαινόμενη πυκνότητα του υλικού

Τυπικές θερμοκρασίες διεργασίας, όχι δέσμευση μοντέλου· για αρκετές τεχνολογίες υπάρχουν εκδόσεις για υψηλότερες θερμοκρασίες. Επιβεβαιώνουμε τα στοιχεία κάθε οργάνου για τη δική σας εφαρμογή.

Τυπική θερμοκρασία διεργασίας ανά τεχνολογία

Τυπική θερμοκρασία διεργασίας κάθε τεχνολογίας, σε °C. Για αρκετές από αυτές υπάρχουν εκδόσεις για υψηλότερες θερμοκρασίες.
  • Υδροστατικοί μεταδότες στάθμης−20…+100 °C
  • Ραντάρ στάθμης−40…+200 °C
  • Υπέρηχοι στάθμης−40…+80 °C
  • Δονούμενοι διακόπτες στάθμης−40…+120 °C
  • Πλωτήρες και εκτοπιστές−60…+320 °C
  • Διακόπτες στάθμης αγωγιμότητας και HF−30…+150 °C
  • Περιστροφικό πτερύγιο−20…+80 °C

Οδηγός ανά εφαρμογή: ποια τεχνολογία για ποια δουλειά

Κάθε τεχνολογία στάθμης υπάρχει για να λύνει ένα συγκεκριμένο πρόβλημα. Ξεκινήστε από το δικό σας —το μέσο, το δοχείο, αν χρειάζεστε τη στάθμη ή ένα όριο— και δείτε ποια θα προτείναμε, ποια να αποφύγετε, και γιατί.

Οδηγός ανά εφαρμογή για τη μέτρηση στάθμης: για κάθε εφαρμογή, η τεχνολογία που προτείνουμε και γιατί, και αυτή που πρέπει να αποφύγετε και γιατί
ΕφαρμογήΠροτείνουμεΓιατίΑποφύγετεΓιατί όχι
Αφρός, ατμοί ή συμπυκνώματα, ή μέσο που δεν πρέπει να το αγγίξει τίποταΤα μικροκύματα περνούν μέσα από τους ατμούς και σχεδόν δεν επηρεάζονται από τη θερμοκρασία ή την πίεση του αερίου πάνω από το υγρό· το ραντάρ μη επαφής δεν αγγίζει τίποτα, και κάτω από πυκνό αφρό το ραντάρ κυματοδηγού κρατά τον παλμό του πάνω στη ράβδο.Ο αφρός απορροφά τον παλμό του ήχου, και οι ατμοί και η θερμοκρασία αλλάζουν την ταχύτητα του ήχου — η ηχώ χάνεται ή η απόσταση βγαίνει λάθος.
Σκόνες, κόκκοι και στερεά χύδην σε σιλό και χοάνεςΤο ραντάρ δίνει τη συνεχή στάθμη των στερεών· για ανώτατο και κατώτατο όριο, μια δονούμενη ράβδος όπως η Delta Mobrey VLS, μια διχάλα όπως οι DMS & DMT, ή ένας διακόπτης περιστροφικού πτερυγίου.Και οι δύο δουλεύουν μόνο σε υγρά: ο υδροστατικός αισθητήρας ζυγίζει μια στήλη υγρού, και ο πλωτήρας ή ο εκτοπιστής χρειάζονται άνωση.
Φρεάτια, αντλιοστάσια και λύματαΈνας βυθιζόμενος αισθητήρας όπως οι Klay AquaCer ή HydroCer, φτιαγμένοι για νερό, λύματα και ιλύ, ή οι Delta Mobrey DSGE για δεξαμενές, βαθιές γεωτρήσεις και πιεζόμετρα· ή, χωρίς καμία επαφή, ένας υπερηχητικός μεταδότης όπως ο DMSP900SH, φτιαγμένος για φρεάτια άντλησης και αντλιοστάσια. — Κάθε αισθητήριο μέσα στο υγρό πρέπει να αντέχει κουρέλια, λίπη και ιλύ: κρεμάστε τον βυθιζόμενο αισθητήρα πάνω από τη λάσπη του πυθμένα, και κρατήστε τα κινούμενα μέρη έξω από τη ροή.
Υγιεινή διεργασία: τρόφιμα, γαλακτοκομικά, ποτά, φάρμακαΜετωπικό διάφραγμα σε υγιεινή σύνδεση, όπως στον Klay 8000-SAN· μικροί διακόπτες όπως ο KMW, με συνδέσεις σύμφωνες με το EHEDG· και διχάλες με λεία βρεγμένα μέρη (Ra κάτω από 1,5 μm) και υγιεινές συνδέσεις, όπως οι Klay Vibraswitch.Κινούμενα μέρη, αρθρώσεις και θάλαμοι αφήνουν σχισμές όπου μένει προϊόν και δεν φτάνει ο καθαρισμός.
Προστασία από υπερπλήρωση και ξηρή λειτουργία: συναγερμοί ανώτατης και κατώτατης στάθμηςΈνας ξεχωριστός διακόπτης συνεχίζει να προστατεύει τη δεξαμενή ή την αντλία ακόμη κι αν χαλάσει η συνεχής μέτρηση ή το σύστημα ελέγχου, και ένας ηλεκτρονικός διακόπτης δεν έχει κινούμενα μέρη να κολλήσουν. — Μη βασίζεστε μόνο σε συναγερμό από τον μεταδότη συνεχούς στάθμης: μία βλάβη θα σας στερούσε τότε και τη μέτρηση και την προστασία.
Διεπιφάνεια δύο υγρών: λάδι και νερό σε διαχωριστέςΈνας εκτοπιστής όπως ο Mobrey MLT100 μετρά διεπιφάνειες με διαφορά ειδικού βάρους μόλις 0,1· το ραντάρ κυματοδηγού βλέπει κατά μήκος της ράβδου του και την επιφάνεια και τη διεπιφάνεια.Ο ήχος ανακλάται μόνο από την πάνω επιφάνεια· ο υπερηχητικός μεταδότης δεν βλέπει τη διεπιφάνεια από κάτω.
Υγρό που αλλάζει πυκνότητα: μείγματα, παρτίδες, διακυμάνσεις θερμοκρασίαςΜετρούν την απόσταση ώς την επιφάνεια, άρα η πυκνότητα του υγρού δεν μπαίνει στην ένδειξη.Η πίεση μιας στήλης υγρού και η άνωση στον εκτοπιστή εξαρτώνται και οι δύο από την πυκνότητα: ένα ελαφρύτερο υγρό διαβάζεται ως χαμηλότερη στάθμη.
Κολλώδη, παχύρρευστα μέσα ή μέσα που αφήνουν επικαθίσεις: ιλύς, σιρόπια, ρητίνες, πάστεςΤο ραντάρ μη επαφής δεν αγγίζει το μέσο· για όρια, διακόπτες HF όπως ο KMW είναι φτιαγμένοι για υγρά και παχύρρευστα μέσα, με μακρύτερη άκρη για τα παχύρρευστα και ρυθμιζόμενη ευαισθησία.Μια επικάθιση πάνω στον πλωτήρα ή στον εκτοπιστή αλλάζει το βάρος του και μπορεί να τον ακινητοποιήσει.
Απλό όριο σε αγώγιμο υγρό: νερό, λύματα και άλλα υδατικά υγράΈνας διακόπτης αγωγιμότητας όπως ο Klay FLX είναι ο απλούστερος ηλεκτρονικός διακόπτης: ένα αισθητήριο, έξοδος ρελέ ή PNP και ρυθμιζόμενη ευαισθησία, με μήκη εισχώρησης από 20 mm έως 2 m. — Όχι για λάδια, διαλύτες ή άλλα υγρά που δεν άγουν το ρεύμα· εκεί, δονούμενος διακόπτης ή διακόπτης HF.
Υψηλή θερμοκρασία ή υψηλή πίεσηΟ εκτοπιστής Mobrey MLT100 λειτουργεί από −60 έως +320 °C και από πλήρες κενό έως 200 bar· το ραντάρ σχεδόν δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία ή την πίεση του αερίου πάνω από το υγρό.Ο μετατροπέας έχει περιορισμένο εύρος θερμοκρασίας, και η ταχύτητα του ήχου αλλάζει με τη θερμοκρασία και την πίεση του αερίου.

Συνεχής μέτρηση ή διακόπτης ορίου;

Ένας μεταδότης στάθμης δίνει τη στάθμη σε κάθε στιγμή, ως σήμα 4–20 mA ή μέσω fieldbus: για το απόθεμα, για τον έλεγχο μιας αντλίας ή μιας βάνας, για καμπύλες και συναγερμούς στο σύστημα ελέγχου. Ένας διακόπτης στάθμης λέει μόνο αν το μέσο έφτασε σε ένα σημείο — ανώτατο, κατώτατο, υπερπλήρωση, ξηρή λειτουργία.

Οι περισσότερες δεξαμενές χρειάζονται και τα δύο. Ο μεταδότης τρέχει τη διεργασία· ξεχωριστοί διακόπτες στα κρίσιμα σημεία προστατεύουν μόνοι τους τη δεξαμενή και τις αντλίες, ώστε μία βλάβη να μη σας στερεί και τη μέτρηση και την προστασία.

  • Συνεχής στάθμη: υδροστατικοί μεταδότες, ραντάρ, υπερηχητικοί μεταδότες και εκτοπιστές.
  • Όριο στάθμης: δονούμενοι διακόπτες, πλωτηροδιακόπτες, διακόπτες αγωγιμότητας, HF και περιστροφικού πτερυγίου.
  • Ένας διακόπτης στήνεται πιο απλά: δεν θέλει κλίμακα, μόνο το σημείο όπου τοποθετείται.
  • Για προστασία από υπερπλήρωση, βάλτε ξεχωριστό διακόπτη, όχι μόνο συναγερμό στη συνεχή μέτρηση.

Πώς διαλέγετε τεχνολογία στάθμης

Η σωστή τεχνολογία προκύπτει από την εφαρμογή. Αυτά είναι τα κριτήρια που εξετάζουμε:

  1. Η στάθμη ή ένα όριο

    Μια τιμή για έλεγχο και απόθεμα θέλει μεταδότη· ένας συναγερμός, η εκκίνηση μιας αντλίας ή η προστασία από υπερπλήρωση μπορεί να είναι διακόπτης.

  2. Υγρό ή στερεό

    Οι υδροστατικοί αισθητήρες, οι πλωτήρες και οι εκτοπιστές δουλεύουν μόνο σε υγρά· το ραντάρ, οι δονούμενες ράβδοι και τα περιστροφικά πτερύγια και σε σκόνες και κόκκους.

  3. Το δοχείο

    Ανοιχτό ή κλειστό, υπό πίεση ή κενό, το ύψος του, τα εσωτερικά του όπως αναδευτήρες και σκάλες, και τα στόμια που υπάρχουν για την τοποθέτηση.

  4. Το μέσο

    Η πυκνότητά του και αν αλλάζει, η αγωγιμότητά του, αφρός, ατμοί, επικαθίσεις και ιξώδες — και αν επιτρέπεται καν να το αγγίξει κάτι.

  5. Θερμοκρασία και πίεση

    Οι συνθήκες της διεργασίας καθορίζουν την τεχνολογία και την έκδοση — δείτε τις τυπικές θερμοκρασίες στο γράφημα πιο πάνω.

  6. Περιβάλλον και σήμα

    Επικίνδυνες περιοχές, κανόνες υγιεινής, ναυτιλιακή χρήση, και η έξοδος που περιμένει το σύστημα ελέγχου: 4–20 mA με HART, ρελέ ή έξοδος τρανζίστορ.

Μέτρηση στάθμης: συχνές ερωτήσεις

Χρειάζεστε βοήθεια για όργανο μέτρησης στάθμης;

Πείτε μας για το μέσο, το δοχείο και τις συνθήκες λειτουργίας, και οι μηχανικοί μας θα σας προτείνουν τη σωστή τεχνολογία και το συγκεκριμένο όργανο.