لول سوئیچ‌ها تجهیزاتی هستند که برای تشخیص سطح مواد در مخازن و تانک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سنسورها برای تعیین نقطه‌ای خاص از سطح مایع یا جامد طراحی شده‌اند و بسته به نوع کاربرد و محیط نصب، ویژگی‌های مختلفی دارند. لول سوئیچ‌ها به طور کلی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که هر یک از آن‌ها برای شرایط خاص و مواد مختلف بهینه‌سازی شده‌اند. در ادامه به بررسی انواع مختلف لول سوئیچ‌ها، کاربردها، مزایا و معایب آن‌ها خواهیم پرداخت.

لیست انواع لول سوئیچ

• خازنی

• دیاپازونی یا چنگالی

• ویبره

• ماکروویو

• پدالی یا پارویی

• القایی

• فلوتری یا شناوری

• مغناطیسی

• رسانایی یا کانداکتیو

• ممبرانی یا دیافراگمی

• نوری

اگر از انواع قدیمی نظیر شناوری، مغناطیسی و پره ای صرفنظر کنیم، دسته بندی لول سوئیچ ها عمدتا به انواع خازنی میله ای یا سیم بکسلی، دیاپازونی یا ویبره، رسانایی و لول سوئیچ مایکرویو تقسیم میشوند. این سنسورها نسبت به انواع قدیمی (پدالی)، دقت و اطمینان بیشتری دارند و از لحاظ قیمت نیز چندان با آن ها متفاوت نیستند.

لول سوئیچ خازنی با استفاده از تغییرات خازن بین الکترودها و مواد، سطح را اندازه‌گیری می‌کند. لول سوئیچ‌های خازنی برای اندازه‌گیری مواد غیرمناسب و مواد با خواص الکتریکی متنوع به کار می‌روند.

 

لول سوئیچ خازنی (Capacitive Level Switch) چیست؟

لول‌ سوئیچ‌ خازنی نوعی سنسور تماسی است که برای اندازه‌گیری سطح مایعات و جامدات در مخازن و سیلوها کاربرد دارد. لول سوئیچ‌های خازنی از فناوری ظرفیت الکتریکی خازن، برای تشخیص نقطه‌ای سطح سیالات استفاده می‌کند. حسگر خازنی عمدتا برای محافظت مخازن، از پر و خالی شدن بیش از اندازه تانک‌ها طراحی شده‌اند، از این رو به این دستگاه‌ها سوئیچ حد نیز گفته می‌شود.

 

سطح سنج خازنی، لول سنج خازنی، سنسور خازنی و سوئیچ سطح خازنی از دیگر نام های رایج این تجهیز در بین صنعتگران ایرانی است.

80 درصد از سنسورهای خازنی در مخازنی با دیواره فلزی استفاده می‌شود. اما این موضوع به این معنی نیست که نمی‌توان از آن‌ها در مخازنی با دیواره پلاستیکی استفاده نمود! برخی از لول سوئیچ‌ های خازنی به صورت چند کاتده نیز طراحی می‌شوند. که در نوع دو کاتده، یکی از پروب‌ها نقش مثبت و پایه دیگر نقش صفحه منفی خازن را ایفا می‌کند. از لول سوئیچ های چند کاتده می‌توان در مخازنی با دیواره رسانا (مخازن فلزی) و نارسانا (مثلا از جنس پلاستیک یا سیمان) استفاده می‌شود.

 

اساس و نحوه کار لول‌ سوئیچ خازنی

سنسور خازنی چگونه کار می‌کند؟ در این لول سوئیچ پروب سنسور (میله یا سیم بکسل) نقش یک سطح یا پایه خازن و دیواره مخزن، نقش یک سطح دیگر از خازن را ایفا می‌کند. تا زمانیکی مواد به سنسور برخورد نکرده هیچ تغییری در خروجی (کنتاکت رله) وجود ندارد. ولی هنگامی که مواد درون مخزن به پروب سنسور رسید (در زمان پرشدن مخزن) و برخورد کرد، ظرفیت خازن لول سوئیچ تغییر کرده و از این طریق، حضور ماده در آن نقطه تشخیص داده می‌شود. در این حین کنتاکت رله‌ی لول سوئیچ بصورت اتوماتیک از حالت باز به حالت بسته تغییر وضعیت پیدا می‌کند. با استفاده مکرر مواد درون مخزن، سنسور خازنی از تماس با مواد خارج شده که این امر موجب تغییر وضعیت رله لول سوئیچ از حالت کنتاکت بسته به کنتاکت باز می‌شود.

همانطور که میدانید مخازن و سیلو های ذخیره‌سازی، دائم در حال پر و خالی شدن هستند و چنانچه بخواهیم بصورت نقطه‌ای (Point) مقدار مواد درون مخازن را اندازه‌گیری کنیم حتما بایستی از یک یا چند لول سوئیچ استفاده کنیم.

 

 

لول سوئیچ خازنی بصورت ترکیبی نیز در کنار دیگر فناوری‌های تشخیص و اندازه‌گیری سطح مورد استفاده قرار می‌گیرد. این امر بمنظور ایمنی حداکثری مخازن و سیلوها در برابر سرریز مواد انجام می‌پذیرد. از رایج‌ترین این موارد نصب سنسور خازنی بهمراه سطح سنج راداری می‌باشد.

 

 

اجزای لول سوئیچ خازنی Capacitive level switch components

در ادامه قسمت‌های مختلف لول سوئیچ خازنی را نام برده و شرح می‌دهیم:

• هاوزینگ Housing

• برد الکترونیکی Electronics Board

• اتصالات مکانیکی Process fitting

• بخش ایزوله Insulation

• پراب سنسور Sensor Probe

به قسمت بالایی لول سوئیچ که بورد الکترونیکی در داخل آن قرار دارد هاوزینگ گفته می‌شود. این قسمت میتواند بر اساس انتخاب مشتری از جنس پلاستیک، آلومنیومی و استیل انتخاب شود، حتی انتخاب نوع درجه حفاظت IP66-IP67-IP68 و .. وجود دارد.

تمام قطعات حساس الکترونیکی سطح سنج بر روی بورد الکترونیکی قرار گرفته است. رله ها، کلید حساسیت، ترمینال های ورودی تغذیه و چراغ نشانگر بر روی بورد قرار دارند.

اتصال مکانیکی نیز بر اساس نیاز مشتری، قابل انتخاب از بین انواع رزوه ها و فلنج ها می‌باشد.

ضرورت وجود قسمت ایزولاسیون بدلیل دو عامل است، حذف بیلد آپ و ایزوله کردن پایه مثبت و منفی خازن. این بخش نیز از جنس پلاستیکی PTFE و … در دسترس است. همچنین طول قسمت ایزوله می‌تواند در محدوده 50 میلیمتر تا 700 میلیمتر متغییر باشد.

وظیفه پراب سنسور تشخیص دادن وجود مواد است، شما میتوانید جنس پراب را از بین آلیاژ های مختلف برحسب سایش و خورندگی مواد درون مخزن انتخاب کنید. حتی در برخی کاربرد ها نیاز است تا پراب سنسور دارای روکش باشد که این مسئله هم امکان پذیر است. طول سنسور از شاخص های مهم در انتخاب تجهیز است.

انواع لول سوئیچ خازنی

سنسورهای خازنی جزو پرکاربردترین لول‌ سوئیچ ها در صنعت بوده و به همین دلیل، از تنوع و اهمیت بسیار بالایی برخوردارند.

• لول سوئیچ خازنی با پروب سیم بکسلی Capacitive Cable Probe Level Switch

• لول سنج خازنی با پروب میله‌ای Capacitive Rod Probe Level Switch

• لول سنج خازنی چند کاتده Conductive multiple rod electrode

• لول سوئیچ خازنی کوچک، اقتصادی و مقرون به صرفه

 

 

گاهی به این نوع از سنسورهای خازنی سیم بکسلی هم گفته می‌شود. طول این سیم بکسل می‌تواند از 2 تا حداکثر 32 متر متغیر باشد. در انتهای سیم بکسل یک وزنه قرار می‌گیرد که باعث می‌شود سیم تا حد ممکن درون مخزن ثابت مانده و تا عمیق ترین نقطه آن کشیده شود. نصب این نوع از سوئیچ های سطح فقط به صورت عمودی از بالای مخازن امکان پذیر است. حتما بایستی محل نصب سنسور از کنار مخزن به اندازه d/6 فاصله داشته باشد و در مسیر ریزش مواد نباشد.

حتما در موقع انتخاب و خرید لول سوئیچ خازنی سیم بکسل دار به طول سنسور که با ارتفاع مخزن یا سیلو متناسب است دقت شود.

لول سوئیچ خازنی میله‌ای مناسبترین تجهیز برای اندازه گیری جامدات فله و پودری است. با استفاده از دو عدد لول سویچ که یکی برای سنجش خالی(Empty) بودن و دیگری برای سنجش سطح پر(Full) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

برای مواد پودری چسبنده بایستی هر از گاهی وزنه ای انتهای سیم بکسل را تمیز کرد و این نسبت به چسبندگی مواد داخل سیلو از شش ماه تا دو سال یکبار متغییر است، این برحسب تجربه است و ممکن است تمیز کاری نیاز نباشد. این تمیز کاری بیشتر از چند دقیقه زمان نمی برد و دلیلش این است که دقت و حساسیت لول سنج تغییر نکند تا نیاز به تنظیم دوباره پتانسیومتر حساسیت لول سنج باشد.

حتما در موقع انتخاب و خرید لول سوئیچ خازنی (سیم بکسل دار) به طول سیم بکسل که با ارتفاع مخزن یا سیلو متناسب است، دقت گردد.

 

 این نوع از تجهیزات همانطور که از نام آن مشخص است، دارای پروبی به شکل میله می‌باشد که جنس آن بسته به نیاز مشتری تعیین می‌شود. ارتفاع سیلو نقشی در تعیین طول میله پروب نخواهد داشت. به این نوع از لول سوئیچ های خازنی تک کاتده هم گفته می‌شود که برای تانکرها و مخزنهایی مناسب هستند که دیواره‌ی رسانا و فلزی داشته باشند. در این روش، قسمت فلنج یا رزوه که به دیواره مخزن متصل است، بعنوان پایه مثبت و میله سنسور بعنوان پایه منفی خازن، همچنین ماده درون مخزن نیز نقش دی الکتریک را ایفا می‌کند.

از لول سوئیچ خازنی میله‌ای برای اندازه گیری سطح مواد در مخازن حاوی جامدات پودری و مایعات غیر رسانا مانند آب و روغن استفاده می‌کنند.

طول سنسور نقش مهمی در تعیین قیمت لول سوئیچ خازنی میله‌ای دارد. یعنی هرچه طول بیشتر باشد قیمت نیز بالاتر است. نحوه نصب لول سوئیچ های خازنی میله‌ای بیشتر بصورت افقی(از بغل) میباشد اما در برخی مواقع خاص بصورت عمودی نیز استفاده می‌شوند.

در هیچ یک از انواع لول سوئیچ های دیاپازونی نبایستی محل نصب تجهیز در کنار محل ریزش مواد باشد، چون این کار با مرور زمان موجب از بین رفتن پروب سنسور می‌شود.

 

 

 

 

معمولا سطح سنج‌ های خازنی چند کاتده به سه منظور طراحی و استفاده می‌شوند. هدف اول، مربوط به شرایطی است که دیواره مخزن رسانا نباشد. مورد دوم، گاهی نیاز داریم تا سطح مواد درون مخزن را در چند نقطه اندازه گیری نماییم. مثلا در سطح سنج‌های خازنی چند کاتده، می‌توان سه کاتد با اندازه‌های مختلف انتخاب نمود تا در سه نقطه مختلف بتوانیم حضور و یا عدم حضور مواد را تشخیص دهیم. در شکل زیر یک نمونه لول سوئیچ چند کاتده نمایش داده شده است.

 

توضیح تصویر بالا: کاتد شماره 1 بعنوان پایه مشترک یا گراند، کاتد 2 برای تشخیص پرشدن و کاتد 3 برای تشخیص خالی شدن مواد می‌باشد.

اما هدف سوم، در برخی کاربردها مواد خاصیت رسانایی دارند و نیاز است که مورد اندازه‌گیری قرار گیرند، اینجاست که مجبوریم از لول سوئیچ چند کاتده استفاده نماییم. جنس میله ها از فولاد ضد زنگ ساخته شده‌اند، بنابراین می توانند در شرایط بسیار تهاجمی نیز استفاده شوند. رسانایی مواد یک پیش نیاز برای استفاده از لول سوئیچ های چند کاتده رسانا است. عموما این نوع سوئیچها بصورت عمودی نصب و راه‌اندازی می‌شوند.

 

لول سوئیچ خازنی کوچک، اقتصادی و مقرون به صرفه

در برخی موارد نیاز هست سوئیچ سطح از لحاظ قیمتی مقرون به صرفه باشد، بخاطر اینکه نیازی نیست از تجهیزاتی با امکانات دمایی و فشار بسیار بالا در آن مخازن استفاده گردد. به همین دلایل شرکت وگا آلمان اقدام به ساخت لول سوئیچ هایی کرده است که قیمتی بمراتب پایین تر داشته و از لحاظ اقتصادی به صرفه تر هستند. حتی انواع کانکشن مکانیکی نیز برای اتصال به مخازن و لوله ها بصورت اپشنال در این سری ساخته شده است. 

 

از ویژگی های بارز این لول سنج ها میتوان به سایز کوچک تجهیز اشاره کرد که قابلیت نصب در هر محفظه ای را دارند.

 

 

موارد بسیار مهم در انتخاب لول سوئیچ خازنی عبارتند از:

• نوع سیال (فله، پودری، مایع، دوغ آبی و خمیر)

• خواص سیال (ویسکوزیته، چگالی ظاهری و رسانایی)

• شرایط مخزن(شکل هندسی مخزن، موقعیت نصب تجهیز، ساختار داخلی مخزن)

• شرایط فرآیند (فشار، دما، حفاظت در برابر انفجار و الزامات بهداشتی)

• نوع خروجی مورد نیازتان (رله ای، ترانزیستوری، NAMUR و …)

 

استاندارد و گواهینامه های ضروری Approvals, standard and certification

تاییدیه هایی که لول سوئیچ خازنی باید داشته باشد، همگی به صنعت، کاربرد و مکان شما بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر از این تجهیزات در زمینه غذایی و دارویی استفاده می کنید، باید مورد تایید FDA باشند. کاربرد تاییدیه های: DNV- ABS – BV – CCS در تجهیزات دریایی و فراساحلی است. همچنین، استانداردهای مربوط به کیفیت مواد، مقاومت در برابر فشار، مقاومت در برابر حرارت و غیره را ارائه می‌کنند. از رایج‌ترین سازمان‌های استاندارد می‌توان به International ANSI موسسه ملی استاندارد آمریکا، ASTM و انجمن مهندسین مکانیک آمریکا ASME اشاره کرد. در مواردی نیز لازم است لول سوئیچ خازنی از تاییدیه پر شدن بیش از حد Overfill protection پشتیبانی کند.

Explosion protection حفاظت تجهیز در برابر انفجار است که در دو نوع i ایمنی ذاتی و t محافظت در برابر گرد و غبار های انفجاری، تعریف می‌شود. سطح یکپارچگی ایمنی یا SIL نشان می دهد که کاربر تا چه حد می تواند انتظار داشته باشد که تجهیز ابزار دقیق مورد نظر به طور ایمن کار کند و در صورت خرابی به روشی مطمئن از کار بیفتد. برای اینکه بدانید این سطح سنج ها چه استانداردهایی را دارند به قسمت توضیحات محصول مراجعه نمایید.

مزایای سنسور خازنی

از مهمترین مزایای این تجهیزات، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• عملکرد قابل اعتماد

• به آسانی تمیز می‌شوند

• امکان کالیبراه کردن قبل از نصب

• به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارند

• سازگار با طیف گسترده ای از انواع مخازن و سیلوها

• هزینه نسبتا پایین در مقایسه با سایر روش‌های اندازه گیری

• داشتن پیچ تنظیم حساسیت سنسور نسبت به مواد مختلف

• سازگار با طیف وسیعی از مایعات، سیالات دوغابی، پودرها و جامدات دانه‌ای (گرانولی)

• با شرط انتخاب تجهیز مناسب، برای شرایط دما و فشاری بالا نیز قابل استفاده هستند

• نصب آسانی دارند و به راحتی می‌ توان آن‌ها را با مخازنی در ابعاد مختلف تطبیق داد

• به دلیل نداشتن قطعات متحرک، لول سوئیچ‌ های خازنی استهلاک نسبتا کم و عمر بالا دارند

مشابه هر روش دیگری برای اندازه گیری سطح، سطح سنج‌های خازنی نیز مزایا و معایب خاص خود را دارند. قبل از خرید لول سوئیچ خازنی، توصیه می‌کنیم حتما این موارد را در نظر بگیرید!

 

شرکت‌های بسیار زیادی در زمینه تولید انواع تجهیزات اندازه گیری سطح، از جمله لول سوئیچ‌ های خازنی فعال هستند.

• وگا VEGA آلمان

• اندرس‌هاوزر Endress Hauser

• یو دبلیو تی UWT

• رزمونت امرسون Emerson Rosemount

• کرونه Krohne

• زیمنس Siemens

• کوبولد Kobold

• پپرل اند فوکس Pepperl+Fuchs

• یوکوگاوا YOKOGAWA

• ema آمریکا

• elobau آلمان

• Dinel ساخت کشور چک

 

 

لول سوئیچ دیاپازونی (Diapason level switch) از پر‌مصرف‌ترین تجهیزات ابزار دقیق هستند، که برای تشخیص سطح جامدات و مایعات، کاربرد دارند. لول سوئیچ دیاپازونی (چنگال ارتعاشی) از روش ارتعاش، برای تشخیص سطح مواد بصورت نقطه‌ای Point بهره می‌گیرد.

این دستگاه قادر است برای مخازن حاوی جامدات پودری سبک و بدون کلوخه – جامدات گرانولی و نیز انواع مایعات استفاده شود. در واقع لول سوئیچ دیاپازونی مانند یک کلید هوشمند عمل می‌کند.

از نام‌های دیگر این تجهیز در بازار ایران میتوان به: سطح سنج دیاپازونی، سطح سنج ارتعاشی، لول سوئیچ ویبره، سنسور لرزشی، سنسور چنگالی و سوئیچ سطح لرزشی اشاره کرد.

انواع لول سوئیچ دیاپازونی

این تجهیزات در دو نوع ساخته می‌شوند، که عبارتند از:

• لول سوئیچ دیاپازونی (چنگالی)

لول سنج دیاپازونی بخاطر داشتن قطعه متحرک بیشتر برای مایعات، مواد سوختی مایع و روغن ها کاربرد دارند.

 

• لول سوئیچ ویبره (لرزشی)

در ساختار لول سنج ویبره، در قسمت سنسور هیچ قطعه متحرک بیرونی وجود ندارد. این تجهیزات عمدتا برای مواد جامد و جامدات پودری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

• تغذیه ورودی یونیورسال AC و DC

• تحمل فشار بسیار بالای فرایند (تا 160+ بار)

• درجه حفاظت یا IP متنوع به انتخاب مشتری

• انتخاب طول سنسور (چنگال یا شاخک) برحسب نیاز شما

• محدوده تحمل دمایی فوق العاده، حتی در بعضی تجهیزات از 196- تا 450+ درجه سانتی گراد

• امکان تغییر حساسیت سنسور براساس نوع مواد درون مخزن با استفاده از ولوم حساسیت وجود دارد

• انتخاب انوع کانکشن های مکانیکی رزوه‌ای یا فلنجی، متنوع برای اتصال و نصب لول سنج به مخزن

• امکان نصب در مناطق انفجاری بدلیل دارا بودن بالاترین درجه از گواهینامه و استانداردهای بین المللی ATEX

• انتخاب نوع خروجی به انتخاب خریدار: رله‌ایDPDT، ترانزیستوری NPN/PNP، نامور NAMUR، دوسیمه 8/16mA و IO-Link

• قابلیت انتخاب نوع آلیاژ پروب سنسور برحسب خورندگی و سایش مواد درون مخزن وجود دارد (Alloy C22 –

316L – PFA و …)

 

• وجود میکسر در مخازن حاوی مایعات و مواد دوغ آبی باعث ایجاد تلاطم در سطح سیال خواهد شد و این امر به نوبه خود موجب ایجاد اختلال و نوسان در خروجی تجهیز می‌شود

• شکستگی در اثر وارد آمدن ضربه به شاخک‌ها یا چنگال‌ها (لول سوئیچ‌ لرزشی در کاربردهایی که امکان وجود کلوخه های سنگین باشد مورد استفاده قرار نمی‌گیرد)

با توجه به این موارد، زمانیکه مواد درون مخازن جامدات کلوخه‌ای سنگین باشد، برای سنجش و کنترل سطح بهتر است از لول سوئیچ خازنی پراب دار(سیم بکسل) استفاده گردد.

کاربرد لول سوئیچ دیاپازونی

لول‌ سوئیچ‌های دیاپازونی‌ برای انواع مختلف مایعات و جامدات با قابلیت تحمل دما و فشارهای مختلف طراحی و تولید شده‌اند. این تجهیزات بی نظیر اغلب در صنایع مختلف اعم از: نفت، پتروشیمی، نیروگاه، صنایع غذایی، شیمیایی و دارویی کاربرد دارند.

برای تشخیص سطح جامدات و مایعات در مخازن سیمان، گچ، پلاستیک، برنج، سیلوهای گندم و آرد، شیرخشک، صنایع غذایی و روغن صنعتی، داروسازی، آب معدنی، رنگ‌سازی، رب، نوشابه و مواد شوینده استفاده میشود.

این کاربرد‌ها عمداتا برای تشخیص: وجود مواد درون سیلو، هشدار پر شدن بیش از اندازه، آلارم خالی بودن مخزن از مواد، آلارم وجود نشتی در مخازن، محافظت از پمپ و موتورها، روشن و خاموش کردن ولوها، کنترل تسمه نقاله و حتی برای تشخیص جریان عبوری مایعات از درون لوله‌ ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نحوه نصب لول سوئیچ ویبره و دیاپازونی

این تجهیزات هم بصورت افقی و هم عمودی بر روی مخازن و سیلو ها نصب میگردند. در اغلب سیلو ها و مخازن جهت اطلاع از پر(full) یا خالی(empty) بودن مواد داخل مخزن از یک یا چند لول سنج دیاپازونی استفاده می‌گردد. حتی در برخی موارد لازم است بصورت ترکیبی با تجهیزات دیگر از قبیل ترانسمیترهای راداری مورد استفاده قرار گیرند.

 

• نوع تغذیه DC یا AC

• محدوده دما و فشار درون مخزن

• خروجی و تعداد کنتاکت های open , close

• آلیاژ یا جنس سنسور(پروب) مناسب با کاربرد شما

• نوع مواد داخل سیلو (مایع، جامد، اسیدی، قلیایی و تهاجمی)

• نحوه اتصال تجهیز به مخزن یا سیلو که بصورت انواع رزوه و فلنج با متریال های مختلف قابل کانفیگ است

 

لول سوئیچ مایکروویو از جدیدترین سوئیچ های سطح هستند که از تکنولوژی امواج برای تشخیص سطح مواد (وجود یا عدم وجود) در یک نقطه خاص کاربرد دارند.

لول سوئیچ های ماکروویو، در حقیقت متشکل از دو بخش فرستنده و گیرنده هستند. بخش فرستنده، کار تولید و ارسال امواج راداری را برعهده دارد؛ در حالی که بخش گیرنده، این امواج را دریافت کرده و نتیجه را بصورت سوئیچ  به بخش کنترل ارسال مینماید. در حقیقت، بخش فرستنده هیچگونه خروجی خاصی ندارد و این بخش گیرنده است که انواع خروجی ها نظیر رله ای و یا ترانزیستوری ارائه میدهد.

کاربردهای لول سوئیچ ماکروویو

از سوئیچ های مایکروویو در شرایطی استفاده میشود که قصد داریم در یک نقطه وجود یک ماده را تشخیص دهیم. یکی از بهترین مثال ها برای کاربردهای این سنسورها، تسمه نقاله هاست. در دو طرف تسمه نقاله، بخش فرستنده و گیرنده مایکروویو قرار میگیرد و بدین ترتیب، میتوان تشخیص داد که آیا جریان متناوبی از مواد برقرار است و یا خیر.

با اینکه سنسورهای سوئیچی راداری بسیار پرکاربرد هستند؛ اما شاید نتوان صنعتی را یافت که به اندازه صنعت سیمان و ذوب آهن، از این دسته تجهیزات استفاده شده باشد. انواع تسمه نقاله ها، سنگ شکن ها، مخازن پودری و سیلوهای آهک و سنگ آهن، از مهمترین موارد کاربرد این سوئیچ ها هستند.

سوئیچ ماکروویو چه تفاوتی با ترانسمیتر راداری دارد؟

ترانسمیترهای سطح راداری در یک نقطه نصب میشوند و هر تجهیز، وظیفه ارسال، دریافت و تفسیر نتایج را به صورت همزمان بر عهده دارد. از طرف دیگر، ترانسمیتر راداری از قسمت فوقانی مخزن نصب میشود تا بتواند ارتفاع مواد در مخزن یا چاه را اندازه گیری کند. معمولا فرکانس امواج در ترانسمیترهای راداری برابر یا کمتر از 80 گیگاهرتز است و میتوانند سطح مواد را به صورت پیوسته اندازه گیری کنند.

در سوئیچ های ماکروویو (راداری)، یک تجهیز وظیفه ارسال و یک تجهیز وظیفه دریافت امواج راداری را برعهده دارند. این دو بخش، در طرفین یک مخزن یا تسمه نقاله وصل میشوند تا در صورت حضور مواد در آن نقطه یا مسیر، بتوانند این موضوع را تشخیص دهند. بنابراین، لول سوئیچ های ماکروویو امکان تشخیص سطح به صورت پیوسته را ندارند. فرکانس امواج در این تجهیزات، معمولا در حدود 200 گیگاهرتز است.

 

 

 

 

لول سوئیچ پره‌ای یا پدالی (level switches rotary-paddle) یکی از انواع تجهیزات اندازه‌گیری و کنترل سطح مایعات و جامدات در مخازن و سیلوها است. لول سوئیچ پره ای سنسور الکترو مکانیکی است که برای تشخیص حضور یا عدم حضور مواد جامد کاربرد دارد. این دستگاه با استفاده از یک پره یا پدال که درون مخزن نصب می‌شود، تغییرات سطح مواد را تشخیص می‌دهد و بر اساس این تغییرات، سیگنال‌های کنترلی ارسال می‌کند.

 

 

همانطور که از نام این تجهیز پیداست صرفا برای تشخیص نقاط پر یا خالی بودن مخازن و سیلو‌ها از لول سوئیچ پره ای استفاده می‌شود. بعبارتی این دستگاه از سر ریز و خالی شدن مخازن حاوی جامدات جلوگیری می‌کند. از نام های دیگر این تجهیز میتوان به: پدال چرخشی و سنسور پارویی اشاره کرد.

لول سوئیچ‌های پره‌ای در انواع مختلفی از صنایع کاربرد دارند، از جمله صنایع غذایی، شیمیایی، دارویی، سیمان، فولاد، و غیره. این دستگاه‌ها به دلیل سادگی، قابلیت اطمینان بالا و هزینه کمتر نسبت به سایر روش‌های اندازه‌گیری سطح، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مکانیزم عملکرد لول سوئیچ پره‌ای مکانیزم عملکرد لول سوئیچ پره‌ای بر اساس نیروی وارد شده توسط مواد به بدنه پره است. هنگامی که سطح مواد به پره برخورد می‌کند و سرعت حرکت آن را کند می‌کند. با افزایش بیشتر مواد حرکت به کلی متوقف شده و سوئیچ فعال می‌شود و سیگنال‌هایی را به سیستم کنترلی ارسال می‌کند تا اقدامات مناسب انجام شود.

بعبارتی این لول سوئیچ شامل پره‌ای است که بوسیله‌ی یک موتور گیربکس به چرخش درآمده و زمانیکه سطح مواد جامد به پره رسید موجب توقف حرکت آن خواهد شد.

متوقف شدن شدن پره به صورت اتومانیک باعث فعال شدن میکروسوئیچ درون لول سوئیچ می‌شود. برد الکترونیکی با تحلیل وضعیت میکروسوئیچ، دستوراتی را برای فعال یا غیرفعال کردن رله خروجی صادر می‌کند. این رله خروجی می‌تواند برای کنترل دستگاه‌‎های دیگر از قبیل تسمه نقاله، غیر فعال کردن موتورها و کنترل شیرهای برقی استفاده شود. از این جهت به لول سوئیچ پره ای اصطلاحا سوئیچ کنترلی سطح نیز گفته می‌شود

مزایای لول سوئیچ های پدالی

لول سوئیچ‌های پره‌ای مزایای متعددی دارند که آن‌ها را به یک گزینه مناسب برای اندازه‌گیری و کنترل سطح مواد در صنایع مختلف تبدیل کرده است. برخی از این مزایا عبارتند از:

• سادگی طراحی و نصب

لول سوئیچ‌های پره‌ای به دلیل طراحی ساده و کم‌حجم، به‌راحتی قابل نصب و استفاده هستند.

• قابلیت اطمینان بالا

این دستگاه‌ها به دلیل مکانیزم ساده و مقاوم، دارای قابلیت اطمینان بالایی هستند و در شرایط مختلف به‌خوبی کار می‌کنند.

• هزینه خرید پایین

لول سوئیچ‌های پره‌ای نسبت به سایر روش‌های اندازه‌گیری سطح، هزینه خرید کمتری دارند و از این رو برای کاربردهای گسترده مناسب هستند.

• نگهداری آسان

اگر از برند معروفی مانند UWT استفاده نمایید. به دلیل ساختار ساده و مقاوم، نیاز به نگهداری و تعمیرات کمتری دارند.

• مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی

لول سوئیچ‌های پره‌ای معمولاً از مواد مقاوم در برابر خوردگی و شرایط سخت محیطی ساخته می‌شوند و می‌توانند در محیط‌های صنعتی سخت به‌خوبی عمل کنند.

• عملکرد دقیق

این دستگاه‌ها قادر به اندازه‌گیری دقیق سطح مواد هستند و می‌توانند سیگنال‌های دقیقی به سیستم کنترلی ارسال کنند.

نحوه نصب لول سوئیچ پره‌ای

نصب لول سوئیچ پره‌ای به‌طور کلی ساده است اما نیاز به دقت و رعایت برخی نکات فنی دارد تا عملکرد دستگاه به بهترین نحو تضمین شود.

مرحله اول: انتخاب محل مناسب

ابتدا باید محل مناسبی برای نصب لول سوئیچ پره‌ای انتخاب شود. این محل باید به گونه‌ای باشد که پره بتواند به‌راحتی با سطح مواد در تماس باشد و هیچ مانعی در مسیر حرکت پره وجود نداشته باشد.

بعنوان مثال، در یک سیلوی سیمان، بهتر است لول سوئیچ پره‌ای در جایی نصب شود که احتمال تجمع مواد و مسدود شدن پره کم باشد.

مرحله دوم: نصب دستگاه

پس از انتخاب محل مناسب، دستگاه باید به‌طور صحیح نصب شود. ابتدا باید دستگاه به دیواره مخزن یا سیلو با استفاده از پیچ‌ها و براکت‌های مخصوص متصل شود. سپس پره باید به دستگاه متصل شود و از حرکت آزادانه آن اطمینان حاصل شود.

برای مثال، در یک کارخانه تولید آرد، لول سوئیچ پره‌ای باید به دیواره سیلو با استفاده از براکت‌های فلزی متصل شود و پره به‌طور آزادانه بتواند با آرد تماس پیدا کند.

مرحله سوم: تنظیمات و کالیبراسیون

پس از نصب لول سوئیچ باید تنظیمات و کالیبراسیون لازم انجام شود. این شامل تنظیم حساسیت دستگاه به‌گونه‌ای است که بتواند تغییرات سطح مواد را به‌درستی تشخیص دهد.

مثلا، در یک کارخانه شیمیایی، لول سوئیچ پره‌ای باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که تغییرات سطح اسید را با دقت بالا تشخیص دهد.

مرحله چهارم: تست و بررسی

پس از انجام تنظیمات و کالیبراسیون، باید دستگاه تست شود تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود. این تست می‌تواند شامل پر و خالی کردن مخزن و بررسی سیگنال‌های خروجی دستگاه باشد.

در نهایت، با رعایت این مراحل، لول سوئیچ پره‌ای به‌طور صحیح نصب و تنظیم می‌شود. و نیز می‌تواند به‌طور دقیق و مطمئن سطح مواد را در مخازن و سیلوها کنترل کند.

 

 

لول سوئیچ فلوتری یا شناوری یکی از ابزارهای پرکاربرد برای اندازه‌گیری سطح مایعات است. این نوع سطح سنج‌ها به دلیل دقت قابل قبول، قابلیت اعتماد، مقرون به صرفه بودن و نصب آسان به یکی از گزینه‌های محبوب در بین صنایع مختلف تبدیل شده‌اند.

این دستگاه از قسمتی به نام شناور (فلوت) تشکیل شده که بر روی سطح مایع قرار می‌گیرد و با تغییر ارتفاع مایع، موقعیت آن شناور نیز تغییر می‌کند. این تغییر موقعیت باعث فعال یا غیرفعال شدن سوئیچ‌هایی می‌شود که به کنترل و مانیتورینگ سطح مایع کمک می‌کنند. طراحی ساده و کارآمد این دستگاه باعث شده تا در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار گیرد.

​

لول سوئیچ‌های فلوتری علاوه بر کاربرد در صنایع نفت و گاز، در صنایع غذایی، آب و فاضلاب، شیمیایی و حتی در سیستم‌های گرمایش و سرمایش نیز به کار می‌روند. ویژگی‌های منحصر به فرد این دستگاه‌ها از جمله مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت و طول عمر بالا، آنها را به ابزاری کارآمد و اقتصادی تبدیل کرده است.

انواع لول سوئیچ فلوتری یا شناوری

لول سوئیچ‌های فلوتری به چند دسته مختلف تقسیم می‌شوند که هر کدام بر اساس نوع کاربرد و طراحی ویژگی‌های خاص خود را دارند:

1. لول سوئیچ فلوتری عمودی

این نوع لول سوئیچ‌ها به صورت عمودی در مخازن نصب می‌شوند و شناور آن با تغییر سطح مایع به سمت بالا یا پایین حرکت می‌کند. تغییر موقعیت شناور باعث فعال یا غیرفعال شدن سوئیچ داخلی می‌شود.

2. لول سوئیچ فلوتری افقی

در این نوع، شناور به صورت افقی بر روی سطح مایع قرار می‌گیرد و با تغییر سطح، به سمت جلو و عقب حرکت می‌کند. این حرکت باعث تغییر وضعیت سوئیچ می‌شود.

3. لول سوئیچ فلوتری چند نقطه‌ای

این نوع سوئیچ‌ها دارای چندین نقطه سوئیچ هستند که در سطوح مختلف مخزن نصب می‌شوند. این ویژگی امکان اندازه‌گیری و کنترل دقیق‌تر سطح مایع را فراهم می‌کند.

4. لول سوئیچ فلوتری مقاوم در برابر مواد شیمیایی

این نوع سوئیچ‌ها از مواد خاصی ساخته می‌شوند که مقاومت بالایی در برابر خوردگی و تأثیرات شیمیایی دارند. این ویژگی آنها را برای استفاده در صنایع شیمیایی و فرآوری مناسب می‌سازد.

5. لول سوئیچ فلوتری با حفاظت انفجاری

این سوئیچ‌ها برای استفاده در محیط‌های خطرناک و قابل انفجار طراحی شده‌اند و دارای استانداردهای ویژه‌ای برای جلوگیری از وقوع حادثه هستند.

 

 

 

 

لول سوئیچ مغناطیسی یا Magnetic Level Switch یکی از ابزارهای اساسی و پراستفاده در صنعت برای اندازه‌گیری و کنترل سطح مایعات درون مخازن متوسط است. این ابزار با بهره‌گیری از خاصیت مغناطیسی و تماس مستقیم با مایع، قابلیت تشخیص سطح را فراهم می‌کند.

لول سوئیچ‌های مغناطیسی معمولاً در صنایعی نظیر نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب و صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارند.

ساختار و عملکرد

لول سوئیچ مغناطیسی از دو بخش اصلی تشکیل شده است:

1. شناور مغناطیسی

2. سنسور یا سوئیچ

​

 

 

سوئیچ‌های مغناطیسی معمولاً دارای ساختار ساده‌ای هستند که شامل یک لوله باریک (Tube) و چند کنتاکت الکتریکی درون آن می‌شود. شناور مغناطیسی روی لوله حرکت می‌کند و با تغییر سطح مایع، میدان مغناطیسی را به سنسور منتقل می‌کند.

هر دوی این اجزا معمولاً از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می‌شود تا در برابر تماس مداوم با مایعات مختلف مقاومت کند.

کاربردهای لول سوئیچ مغناطیسی لول سوئیچ مغناطیسی در بسیاری از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به برخی از کاربردهای اصلی این ابزار با شرح مثال‌های مختلف می‌پردازیم.

صنعت نفت و گاز صنعت آب و فاضلاب صنایع غذایی و دارویی صنعت ماشین ابزار باکس‌های روغن‌کاری در نفت و گاز، لول سوئیچ‌های مغناطیسی برای نظارت بر سطح مایعات در مخازن ذخیره‌سازی، جداکننده‌ها و سایر تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، در مخازن ذخیره‌سازی نفت خام، استفاده از لول سوئیچ مغناطیسی می‌تواند به جلوگیری از سرریز مخزن کمک کند و با ارسال سیگنال به سیستم کنترل، اقدامات لازم را برای بستن شیرها یا توقف پمپ‌ها انجام دهد.

 

 

اساس کار لول سوئیچ مغناطیسی

اساس کار لول سوئیچ مغناطیسی بر مبنای تعامل بین میدان مغناطیسی و کنتاکت‌های الکتریکی است. در ادامه به تشریح دقیق‌تر این فرآیند می‌پردازیم.

میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهنربای دائمی داخل شناور، با نزدیک شدن به سنسور یا سوئیچ، کنتاکت‌های الکتریکی را تحریک می‌کند. این کنتاکت‌ها معمولاً از نوع Reed Switch هستند که در حضور میدان مغناطیسی به هم می‌چسبند و مدار الکتریکی را کامل می‌کنند.

هنگامی که سطح مایع به حد مشخصی می‌رسد، شناور مغناطیسی نیز به نزدیکی سوئیچ حرکت می‌کند. میدان مغناطیسی تولید شده توسط شناور باعث تحریک کنتاکت‌های الکتریکی داخل سوئیچ می‌شود. این کنتاکت‌ها می‌توانند به صورت Normally Open (NO) یا Normally Closed (NC) باشند. در حالت NO، کنتاکت‌ها در حالت عادی باز هستند و در حضور میدان مغناطیسی بسته می‌شوند. در حالت NC، کنتاکت‌ها در حالت عادی بسته هستند و در حضور میدان مغناطیسی باز می‌شوند.

سیگنال تولید شده توسط لول سوئیچ مغناطیسی به سیستم کنترل منتقل می‌شود. این سیستم می‌تواند شامل PLC (Programmable Logic Controller) یا DCS (Distributed Control System) باشد که با تحلیل سیگنال دریافتی، اقدامات لازم را برای کنترل سطح مایع انجام می‌دهد.

علاوه بر کنترل سطح، لول سوئیچ‌های مغناطیسی می‌توانند برای ارسال هشدار در صورت رسیدن سطح مایع به حد بحرانی استفاده شوند. به عنوان مثال، در یک سیستم هشدار نشت، لول سوئیچ مغناطیسی می‌تواند سطح مایع را در سینی‌های زیر مخازن نظارت کند و در صورت تشخیص نشت، سیگنال هشدار ارسال کند.

اگر مخزن دارای شرایطی مانند: ارتفاع بالا و مواد دارای چگالی کمتر از 0.4 گرم بر میلی لیتر باشد و یا مواد درون مخزنتان جامدات باشد. بجای استفاده از سوئیچ‌های مغناطیسی حتما از سوئیچ‌های خازنی و یا دیاپازونی برای تشخیص نقطه‌ای سطح استفاده نمایید.