سطح‌سنج، لول سنج یا سنسور تشخیص سطح در حقیقت حسگری است که برای تشخیص مقدار موجودی مواد جامد یا مایع داخل مخازن و سیلوها مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطح‌سنج‌ها جزو تجهیزات ابزار دقیق هستند که اهمیت و کاربردهای آن در صنایع مختلف برای کسی پوشیده نیست.
در این مقاله با اینفورتک همراه باشید تا درباره سطح سنج و انواع آن اطلاعات مفیدی در اختیار شما قرار دهیم.
سطح سنج سیلو – محصولی از اینفورتک
اهمیت استفاده از سطح سنج
در صنایعی مانند صنعت غذایی، نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد، معدن و هرگونه صنایعی که در آن‌ها نیاز به موجودی سنجی مواد داخل مخازن احساس میشود، به دلیل اینکه سرریز و خالی شدن مواد داخل مخازن می‌تواند سبب وارد شدن خسارات مالی به صنعت مربوطه شود، اطلاع برخط از میزان موجودی و کنترل سطح مخازن امری ضروری و بااهمیت است و دقت تخمین آن نیز جزو عامل‌های مهم و تأثیرگذار محسوب میشود.
تجهیزاتی که برای سطح‌سنجی استفاده میشود بسیار متنوع بوده و می‌توان از جنبه‌های مختلف آن‌ها را دسته‌بندی نمود. برای مثال، برخی صرفاً برای مایعات، برخی برای جامدات و برخی برای هردو کاربرد دارند. همچنین بسته به اینکه تجهیز موردنظر در کدام صنعت و در چه موقعیتی قرار است به‌کار برده شود، از تکنولوژی‌های مختلفی مانند لیزر، رادار، لودسل و … استفاده میشود.
معرفی انواع سطح سنج
سطح سنج ها در انواع مختلفی هستند که در ادامه به معرفی تعدادی از پرکاربردترین آن‌ها می‌پردازیم:
سطح سنج الکترومکانیکی
دریانوردان قدیمی برای آزمایش عمق کف دریا از وزنه بر روی طناب استفاده می‌کردند. در اندازه‌گیری سطح در محیط‌های صنعتی، هنوز ایده اصلی صداگذاری در سیستم الکترومکانیکی مورداستفاده قرار می‌گیرد. برنامه‌های کاربردی شامل مواد جامد فله اغلب از سطح‌سنج‌های الکترومکانیکی استفاده می‌کنند. دستگاه‌های مقرون به‌صرفه اندازه‌گیری‌های ایمن را در محیط‌های با گردوغبار زیاد ارائه می‌دهند.
روش محاسبه نیز به این شکل است که وزنهای توسط کابل متصل به یک قرقره است. قرقره از بالا به صورت مکانیکی باز شده و تا سطح ماده پایین می‌آید. هنگام تماس با ماده، براساس طول بازشده از نخ، ارتفاع اندازه‌گیری میشود. حجم ماده درون مخزن، با فرض صاف بودن سطح رویه ماده و براساس ارتفاع اندازه‌گیری‌شده، محاسبه میگردد.
سطح سنج لیزری
- سطح سنج لیزری ثابت:
در این روش، نور لیزر به سطح ماده تابانده شده و بازگشت آن اندازه‌گیری میشود. براساس فاصله زمانی میان رفت‌وبرگشت لیزر، مسافت اندازه‌گیری میشود. حجم ماده درون مخزن به صورت تخمینی، با فرض صاف بودن سطح رویه ماده و براساس ارتفاع اندازه‌گیری‌شده، محاسبه میگردد. - سطح سنج لیزری چرخان:
سیگنال لیزر از طریق یک آنتن چرخان، به نقاط مختلف سطح ماده تابانده شده و از اختلاف‌زمانی موجود مابین سیگنال ارسالی و دریافتی، فاصله از نقاط مختلف اندازه‌گیری میشود. براساس فواصل اندازه‌گیری‌شده از نقاط مختلف سطح ماده، سطح رویه ماده ترسیم و حجم ماده درون مخزن اندازه‌گیری میگردد.
سطح سنج راداری
- سطح سنج راداری ثابت:
سیگنال الکترومغناطیس با فرکانس بالا به سطح ماده تابانده شده و بازگشت آن اندازه‌گیری میشود. براساس میزان اختلاف‌فاز در سیگنال ارسالی و دریافتی، فاصله اندازه‌گیری میشود. حجم ماده درون مخزن، با فرض صاف بودن سطح رویه ماده و براساس ارتفاع اندازه‌گیری شده، محاسبه میگردد. - سطح سنج راداری چرخان:
سیگنال الکترومغناطیس از طریق یک آنتن چرخان، به نقاط مختلف سطح ماده تابانده شده و از اختلاف‌فاز ایجادشده مابین سیگنال ارسالی و دریافتی، فاصله از نقاط مختلف اندازه‌گیری میشود. براساس فواصل اندازه‌گیری‌شده از نقاط مختلف سطح ماده، سطح رویه ماده ترسیم و حجم ماده درون مخزن اندازه‌گیری میگردد.
سیستم توزین
با استفاده از دو سیستم توزین که در مسیر بارگیری و تخلیه نصب میگردد، وزن ماده واردشده یا خارج‌شده از مخزن اندازه‌گیری و ثبت میشود. به صورت جمع‌شونده، میزان موجودی از اختلاف ورودی و خروجی محاسبه میگردد. همچنین در روش توزین با Strain Gauge نیز براساس فشار واردشده به بدنه مخزن، وزن ماده تخمین زده میشود.
سطح‌سنج آکوستیک
سیگنال آکوستیک یا الکترومغناطیس از طریق آرایهای از انتنهای تعبیه‌شده در سطح‌سنج، به نقاط مختلف سطح ماده تابانده شده و از اختلاف‌فاز به‌وجودآمده از روی سیگنال ارسالی و دریافتی، فاصله از نقاط مختلف اندازه‌گیری میشود. براساس فواصل اندازه‌گیری‌شده از نقاط مختلف سطح ماده، سطح رویه ماده ترسیم و حجم ماده درون مخزن اندازه‌گیری میگردد.
خلاصه مطلب
برای تشخیص مقدار موجودی مواد جامد یا مایع داخل مخازن و سیلوها از سطح‌سنج استفاده میشود. سطح سنج با انواع سنسورهای مکانیکی یا لیزری ساخته میشود. سطح‌سنج‌های لیزری با توجه به اینکه می‌توانند نقاط بیشتری را اندازه‌گیری کنند دقت بسیار بالایی را ارائه می‌دهند. همچنین به‌مرورزمان جایگزین سطح‌سنج‌های مکانیکی شده و روز به روز کاربردی‌تر می‌شوند.