Moderní plovákové snímače hladiny
Plovoucí snímače hladiny
Plovákové spínače jsou jedním z nejlevnějších a zároveň spolehlivých zařízení pro měření hladiny kapalin. Při správném výběru lze plovákové spínače použít ke sledování hladiny široké škály produktů od odpadních vod, chemicky agresivních kapalin nebo potravin. Problémem při správném výběru přestávají být i vysoké či nízké teploty, přítomnost pěny, bublinek nebo třeba fungující míchadlo.
Zařízení plovákových snímačů hladiny
Podle konstrukce lze plovákové snímače hladiny rozdělit do několika typů.
Nejjednodušší je plovákový senzor, který se pohybuje po svislé stopce. Uvnitř plováku je zpravidla permanentní magnet a v tyči, což je dutá trubka, je jazýčkové spínače… Plovák plovoucí na hladině kapaliny se po změně hladiny pohybuje po tyči snímače a průchodem jazýčkových spínačů uvnitř tyče je uzavírá nebo naopak otevírá. Signalizace při dosažení určité úrovně.Uvnitř stonku může být umístěno několik jazýčkových spínačů najednou, a proto může jeden takový senzor signalizovat několik hodnot hladiny kapaliny najednou, například minimum a maximum.
Plovákový spínač této konstrukce může také měřit kontinuálně hladinu kapaliny a poskytovat signál ve formě odporu úměrného hladině kapaliny nebo jako standardní proudový signál 4-20 mA. Za tímto účelem jsou jazýčkové spínače uvnitř stonku zapojeny paralelně s odpory, jak je znázorněno na obrázku. Plovák, pohybující se po změně hladiny kapaliny, sepne různé jazýčkové spínače, což způsobí změnu celkového odporu snímače hladiny. Tyto snímače hladiny se obvykle instalují na horní část nádrže a mohou být dlouhé až tři metry.
Samostatnou oblastí použití plovákových hladinových snímačů je sledování hladiny kapalin ve vozidlech. V prvé řadě se jedná o úkoly řízení objemu paliva v těžké technice: nákladní automobily, bagry, dieselové lokomotivy. Hladinové snímače zde pracují v podmínkách silných vibrací a míchání na povrchu kapaliny. Aby se eliminoval vliv těchto faktorů, je plovákový senzor umístěn ve speciální tlumicí trubici o průměru o něco větším, než je průměr plováku.
Pokud není možné snímač na nádrž nainstalovat, lze plovákový snímač hladiny zabudovat do stěny nádrže. V tomto případě je magnetický plovák namontován na pantech a jazýčkový spínač je obvykle v těle snímače.Tyto senzory se spouštějí, když kapalina dosáhne plováku a jsou navrženy tak, aby signalizovaly limitní hladinu. Snímače mohou pracovat při teplotách až 200 C v chemicky agresivním prostředí. Je třeba pamatovat na to, že snímače hladiny tohoto typu nejsou vhodné pro měření lepivých a zasychajících kapalin, kapalin s mechanickými nečistotami, jakož i v případě zamrzlých kapalin.
Pokud je v kapalině vysoká koncentrace pevných látek, existuje možnost zamrznutí nebo vytvoření lepivé vrstvy na zařízení, pak lze v tomto případě pro kontrolu hladiny použít plovákový snímač hladiny na pružném kabelu. Snímač hladiny tohoto typu je plastový válec nebo koule, uvnitř kterého je mechanický nebo jazýčkový spínač a kovová kulička.Takový snímač hladiny se připevní na kabel v požadované hloubce, a když hladina kapaliny dosáhne plováku, otočí se a kovová kulička uvnitř v něm aktivuje jazýčkový spínač nebo mechanický spínač. Příkladem takových hladinových senzorů je řada plovákových hladinových senzorů LFL od Pepprl + Fuchs.
Magnetostrikční hladinové snímače
Existuje další typ plovákového snímače hladiny – magnetostrikční snímače. Jejich princip činnosti je založen na měření doby šíření ultrazvukového impulsu uvnitř kovové tyče vybavené plovákem se zabudovaným magnetem. Toto je pravděpodobně nejpřesnější typ snímače hladiny. Typická přesnost magnetostrikčních senzorů je 10 mikronů nebo lepší.
Magnetostrikční senzory vyrábí například Balluff (Micropulse), MTS Sensors (Temposonic a Level Plus), TR Electronic a další.Dalším rozdílem od tradičních hladinových senzorů je, že u magnetostrikčních hladinových senzorů lze jako tyč, po které se plovák pohybuje, použít ohebný kabel. Tímto způsobem může být naměřená délka 12 metrů i více při zachování nepřekonatelné přesnosti měření.