سطح سنج هیدرواستاتیک

در صنعت، اندازه‌گیری دقیق و کنترل سطح سیال در مخازن و تانک‌ها امری بسیار حیاتی و ضروری است. از صنایع نفت و گاز تا پالایشگاه‌ها، شیمیایی‌ها، و حتی صنایع غذایی، نیاز به دانش و تکنولوژی‌های پیشرفته برای اندازه‌گیری و کنترل سطح سیال به وضوح قابل مشاهده است. این نیاز از مدت‌ها پیش به وجود آمده و تکنولوژی‌های مختلفی برای اندازه‌گیری سطح سیال توسعه یافته‌اند. یکی از روش‌های مهم و معتبر در این زمینه، سطح سنجش هیدرواستاتیک یا سطح سنجش فشاری است.
در این جا اصول و انواع مختلف سطح سنجش هیدرواستاتیک را معرفی کرده و نحوه عملکرد این سطح سنج ها را شرح داده و تأثیرات مختلفی که ممکن است بر دقت اندازه‌گیری سطح سیال داشته باشند، را بررسی خواهیم کرد. همچنین، کاربردهای گسترده این تکنولوژی در صنایع مختلف و اهمیت آن برای بهره‌وری و امنیت فرایندهای صنعتی را برجسته خواهیم کرد.

سطح سنجش هیدرواستاتیک(ترانسمیتر سطح فشاری)

کار سطح سنجش هیدرواستاتیک، اندازه‌گیری فشار و ارتفاع سیال (مایعات) در سیستم‌ها با استفاده از اصول هیدرواستاتیک است. این اندازه گیری به وسیله ابزارهای مختلفی مانند سنسورهای فشار، تانک‌های ذخیره‌سازی، لوله‌ها، و تجهیزات مرتبط، به ما این امکان را می‌دهد که فشار و ارتفاع سیال در یک محیط مشخص را اندازه بگیریم.

اصول عملکرد سطح سنجش هیدرواستاتیک(فشاری)

این اصول بر اساس قوانین فیزیکی مرتبط با تعادل فشار در سیالات (معمولاً مایعات) عمل می‌کنند. در ادامه، اصول عملکرد سطح سنجش هیدرواستاتیک را بیشتر توضیح می‌دهیم:

1. قانون پاسکال و تعادل فشار: قانون پاسکال بیان می‌کند که فشار در یک سیال بی‌پایان به همه نقاط آن سیال به یک اندازه گسترده انتقال می‌یابد. به عبارت ساده‌تر، اگر شما فشار را در یک نقطه از یک مایع اندازه بگیرید، این فشار به تمام نقاط سیال در ارتباط با آن نقطه منتقل می‌شود.
2. سطح سیال: سیال در یک مخزن یا تانک دارای یک سطح خاص است. این سطح به عنوان سطح سیال شناخته می‌شود و در تعادل هیدرواستاتیک به نظر می‌آید. فشار در نقطه‌ای که سطح سیال واقع شده، برابر با فشار جوی است.
3. اندازه‌گیری فشار: برای اندازه‌گیری سطح سیال، از سنسورهای فشار استفاده می‌شود. این سنسورها معمولاً در تماس با سیال قرار می‌گیرند و فشار را اندازه می‌گیرند. هنگامی که فشار سیال از سطح سیال تغییر می‌کند (مثلاً با تغییر ارتفاع سیال)، فشار اندازه گرفته شده نیز تغییر می‌کند.
4. محاسبه ارتفاع سیال: با توجه به فشار اندازه گرفته شده توسط سنسور فشار و با استفاده از قانون پاسکال، ارتفاع سیال (ارتفاع سطح سیال) قابل محاسبه است. ارتفاع سیال معمولاً به واحد ارتفاع (مانند متر یا فوت) اندازه‌گیری می‌شود.
5. خطای اندازه‌گیری: در عمل، اندازه‌گیری دقیق فشار و سطح ممکن است با خطایی مواجه شود. این خطاها معمولاً به عواملی نظیر ویسکوزیته سیال، دما، و دقت سنسورهای فشار بستگی دارند.
6. کالیبره کردن: برای دقت بیشتر اندازه‌گیری، سنسورهای فشار باید کالیبره شوند. این به معنای تنظیم آنها به منظور تطابق دقیق‌تر نتایج اندازه‌گیری با مقادیر واقعی است.

ترانسمیتر سطح هیدرواستاتیک بر اساس این اصل کار می کند که فشار استاتیکی روی سنسور متناسب با ارتفاع مایع است. هنگامی که ترانسمیتر سطح مایع در عمق معینی در سطح مایع مورد اندازه گیری قرار می گیرد، فشار بر روی صفحه جلویی سنسور اعمال می شود و
Ρ = ρ. g. H + Po
که در آن:
P = فشار وارد شده بر روی صفحه ترانسمیتر
ρ = چگالی مایع اندازه گیری شده
g = شتاب گرانش
H = عمق سنسور در مایع
از توضیحات بالا مشخص است که با اندازه گیری فشار P می توان عمق سطح مایع را بدست آورد.

انواع سنسور سطح سنج هیدرواستاتیک(لول سنج هیدرواستاتیک)

سنسور های سطح هیدرواستاتیک ابزاری هستند که برای اندازه گیری ارتفاع مایع و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی استفاده می‌شود. خروجی این سنسور می‌تواند توسط سایر ابزارهای دقیق برای نمایش، نظارت، ثبت یا کنترل سطح مایع مورد استفاده قرار گیرد.

سنسور های سطح فشاری هیدرواستاتیک دارای مزایایی نظیر:

1. امکان نصب در هر پورتی، که تعمیر و نگهداری آن را آسان می‌کند.
2. بدون برآمدگی داخل ظرف، بنابراین سبب آلودگی مایع نمی‌شود.
3. تحت تأثیر هیچ گونه اختلال سطحی مانند تلاطم، کف، لرزش و غیره قرار نمی‌گیرد.
4. اندازه جمع و جور کوچکی دارد.
5. سازگار با انواع مختلفی از سیالات، چه رسانا و چه غیر رسانا است.
6. دارای انواع دیافراگم‌های فلاش می‌باشد که از گرفتگی جلوگیری می‌کنند و با مایعات غلیظ و حاوی مواد جامد نیز کار می‌کنند.

بسته به ساختار فیزیکی این سطح سنج ها

میتوان سنسورهای سطح هیدرواستاتیک را به 4 دسته تقسیم بندی کرد:

1- (ترانسمیتر) سطح سنج هیدرواستاتیک شناور یا مستغرق:

یک سطح سنج شناورهیدرواستاتیک چیزی نیست جز یک پراب سنسور فشار که به گونه ای خاص محصور شده است تا مایع وارد آن نشود و به مدار حس آسیب برساند. پراب های شناور زمانی استفاده می شوند که امکان قرار دادن سنسور سطح در کنار مخزن یا ظرف وجود نداشته باشد. کاربردهایی وجود دارد که این امر غیرممکن است، مانند اندازه گیری ارتفاع آب در چاه ها و مخازن دفنی

بخش حسگر فرستنده سطح مایع را می توان مستقیماً در مایع قرار داد. واحد فرستنده را می توان در محل کار ایمن با فلنج یا براکت ثابت کرد. نصب و استفاده از سنسور بسیار راحت است. با یک کابل تهویه مخصوص برای یکسان سازی تغییرات فشار اتمسفر، سطح مایع اندازه گیری شده را به دقت انتقال می دهد. طول کابل که بستگی به کاربرد دارد.

ارتفاع از انتهای فرستنده سطح آب تا سطح آب را می توان با قرار دادن مستقیم آن در ظرف یا بدنه آب به طور دقیق اندازه گیری کرد و سیگنال سطح آب را می توان از طریق یک سیگنال جریان استاندارد 4…20mA به بیرون ارسال کرد.

آنها معمولاً از مواد با کیفیت بالا مانند فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم ساخته می شوند تا در برابر خوردگی مقاومت کنند

با نام های مختلفی از جمله ترانسمیتر سطح فشار استاتیک، سنسور سطح شناور، سطح سنج آب شناور و غیره نامیده می شود.

در زیر به مزایای ترانسمیترهای سطح هیدرواستاتیک شناور اشاره می شود.

• سطح مایع را می توان به طور مستقیم حس کرد و اثرات کف کردن و رسوب محیط فرآیند بر اندازه گیری تأثیر نمی گذارد.
• اندازه گیری دقیق با ثبات خوب
• نصب انعطاف پذیر و آسان برای استفاده.
• اندازه کوچک، سبک وزن،
• سنسورهایی با ساختار ضد لرزش

2- سطح سنج (ترانسمیتر سطح)فشاری معمولی:

از یک سنسور فشار معمولی برای سنجش ارتفاع در یک مخزن با سیال غیر خورنده و غیر چسبنده ای که قابلیت نصب سنسور فشار در زیر یا بغل مخزن داشته باشد میتوان استفاده کرد. از نظر قیمتی نسبت به سایر انواع سنسور سطح بسیار مقرون به صرفه تر میباشد.

3- سطح سنج (ترانسمیتر سطح)فشاری دیافراگمی:

اصل کار یک مبدل فشار هیدرواستاتیک بر اساس اثر پیزورزیستیو است، به این معنی که مقاومت عنصر حسگر در پاسخ به فشار اعمال شده تغییر می کند. عنصر حسگر معمولاً از یک دیافراگم نازک و انعطاف پذیر ساخته می شود که به یک فشار سنج متصل است. هنگامی که دیافراگم تحت فشار قرار می گیرد، تغییر شکل می دهد و باعث تغییر در مقاومت کرنش سنج می شود. سپس این تغییر مقاومت توسط الکترونیک مبدل به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.
سنسور فشار دیافراگمی به علت داشتن یک پرده در ورودی سنسور، مانع ورود سیال به داخل سنسور میشود. از این سنسور زمانی استفاده میشود که به دلیل خورنده یا چسبنده بودن و یا موارد بهداشتی، قابلیت استفاده از سنسورهای فشار وجود نداشته باشد.

4- سطح سنج (ترانسمیتر سطح)اختلاف فشاری:

زمانی که در بالای مخزن فشاری غیر از فشار اتمسفر وجود دارد، برای سنجش ارتفاع سیال در مخزن باید اختلاف فشار بالا و پایین مخزن به عنوان معیاری برای ارتفاع سطح سیال در نظر گرفته شود.
روش اندازه گیری سطح فشار دیفرانسیل شامل یک ترانسمیتر اختلاف فشار است که در پایین مخزنی که سطح آن باید اندازه گیری شود نصب شده است. مایع داخل مخزن فشاری ایجاد می کند که نسبتاً بالاتر از فشار اتمسفر مرجع است و ترانسمیتر DP فشار سر ایجاد شده توسط ارتفاع مایع در مخزن را حس می کند. این عدد در یک متغیر چگالی ضرب می شود تا اندازه گیری سطح صحیح به دست آید.
ترانسمیترهای فشار دیفرانسیلی دارای دو نقطه ورود سیال هستند که فشار دو سطح بالا و پایین مخزن باید به این دو پورت ورودی هدایت شوند. اکثر اوقات این فشار از طریق واسطه ای به نام کپیلاری انجام میشود. کپیلاری شامل یک شلنگ یا لوله ای است که از روغن خاصی پر شده و در انتها به یک دیافراگم سیل متصل میشود. دیافراگم سیل ها به طرف مخزن بسته میشوند و از طریق روغن فشار داخل سیال را به داخل ترانسمیتر منتقل میکنند.

کاربردهای سطح سنجش هیدرواستاتیک(ترانسمیتر فشار هیدرواستاتیک)

سطح سنجش هیدرواستاتیک کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد، به ویژه در مواردی که نیاز به اندازه‌گیری سطح سیال در مخازن و تانک‌ها یا کنترل فرایندها و مدیریت منابع سیال داریم. در زیر، مهم‌ترین کاربردهای سطح سنجش هیدرواستاتیک را توضیح داده می‌شود:

1. صنایع نفت و گاز: در صنعت نفت و گاز، سطح سنجش هیدرواستاتیک برای اندازه‌گیری میزان نفت، گاز، و آب در مخازن نفتی، تانک‌های ذخیره‌سازی و تانک‌های حمل‌ونقل استفاده می‌شود. این داده‌ها برای کنترل و مدیریت فرایندها و موجودی‌های مخازن استفاده می‌شوند.
2. صنایع شیمیایی و پتروشیمی: در صنایع شیمیایی و پتروشیمی، اندازه‌گیری سطح سیال مخازن شیمیایی، رآکتورها، و تانک‌ها برای کنترل و نظارت بر پروسه‌های تولیدی بسیار حیاتی است.
3. صنایع پالایشگاهی: در صنایع پالایشگاهی، مانند پالایشگاه‌های نفت، سطح سنجش هیدرواستاتیک برای کنترل میزان سیال‌های مختلف در تانک‌ها و واحدهای پالایشی به کار می‌رود.
4. صنایع خودروسازی: در خطوط تولید خودروها، سنسورهای سطح سنجش برای کنترل میزان روغن‌موتور، آب ترمز، و سایر سیالات در خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
5. صنایع غذایی: در صنایع غذایی، سطح سنجش هیدرواستاتیک برای کنترل میزان سیالات مختلف مانند شکر، روغن، شیر، و مایعات تولیدی دیگر به کار می‌رود.
6. صنایع فولاد و ساختمان: در این صنایع، سطح سنجش برای کنترل میزان مواد مذاب در قالب‌ها و تانک‌ها به منظور تولید محصولات فولادی و ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
7. کشاورزی: در کشاورزی، سطح سنجش برای کنترل میزان آب در مخازن آبیاری و تانک‌های ذخیره‌سازی آب بکار می‌رود.
8. طبیعت‌شناسی و علوم زمین: در مطالعات طبیعت‌شناسی و علوم زمین، سطح سنجش هیدرواستاتیک برای اندازه‌گیری سطح آب در چاه‌ها، رودخانه‌ها، و تالاب‌ها به کار می‌رود.
9. صنایع نوظهور و انرژی‌های تجدیدپذیر: در صنایع نوظهور مانند صنعت باتری و تجدیدپذیر، سنسورهای سطح سنجش برای کنترل و مدیریت ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌شوند
10. سیستم های توزیع و انتقال آب : مبدل های فشار هیدرواستاتیک به طور گسترده ای در کاربردهای مرتبط با آب مورد استفاده قرار می گیرند زیرا می توانند فشار آب را در اعماق مختلف اندازه گیری کنند.

در اینجا برخی از کاربردهای رایج مبدل های فشار هیدرواستاتیک در آب آورده شده است:

• پایش سطح آب: برای اندازه گیری عمق آب دریاچه ها، رودخانه ها و چاه ها، فشار آب را در یک عمق خاص اندازه گیری می کند و سپس سطح آب را تعیین می کند.
• نظارت بر کیفیت آب: برای نظارت بر کیفیت آب. با اندازه گیری فشار آب در اعماق مختلف، مبدل می تواند چگالی و شوری آب را تعیین کند. این می تواند برای نظارت بر تغییرات کیفیت آب در طول زمان استفاده شود.
• مدیریت آبیاری: برای مدیریت سیستم های آبیاری با پایش سطح آب در کانال ها و حوضچه های آبیاری. این حسگر می تواند سطح آب را تعیین کند و به کشاورزان کمک کند تا برنامه های آبیاری خود را بهینه کنند.
• سیستم های هشدار سیل: هنگامی که در سیستم های هشدار سیل استفاده می شود، سطح آب رودخانه ها و نهرها را کنترل می کند. می تواند تغییرات سطح آب را تشخیص دهد و در صورت احتمال وقوع سیل هشدارهایی را صادر کند
• پایش آب های زیرزمینی: همچنین در برنامه های نظارت بر آب های زیرزمینی مانند نظارت بر سطح آب در سفره های زیرزمینی یا اندازه گیری فشار آب در چاه ها استفاده می شود. از این داده ها می توان برای ارزیابی در دسترس بودن و پایداری آب های زیرزمینی استفاده کرد.
• اقیانوس شناسی: در تحقیقات اقیانوس شناسی برای اندازه گیری فشار آب دریا در اعماق مختلف استفاده می شود. این داده ها را می توان برای مطالعه جریان های اقیانوسی، جزر و مد و امواج و همچنین برای نظارت بر تغییرات دما و شوری اقیانوس استفاده

در کل، سطح سنجش هیدرواستاتیک یک تکنولوژی حیاتی در صنایع مختلف است که به کنترل فرایندها، مدیریت منابع سیال، و افزایش بهره‌وری تولید کمک می‌کند.

خرید و انتخاب سطح سنج هیدرواستاتیک(ترانسمیتر سطح هیدرواستاتیک)

در این جا به بررسی سطح سنجش هیدرواستاتیک به عنوان یکی از روش‌های اندازه‌گیری سطح سیال در مخازن و تانک‌ها پرداختیم و انواع مختلف آن و کاربرد این ترانسمیترهای فشار سطح را معرفی کرذیم. برای خرید یک سطح سنج هیدرواستاتیک مناسب باید موارد زیر مشخص شوند:

1. دمای سیال
2. ارتفاع سیال
3. خورنده بودن یا نبودن سیال
4. ساختار مخزن
5. دقت مورد نیاز سنجش سطح
6. مخزن روباز یا روبسته
7. انفجاری بودن یا نبودن محیط

پس از تعیین این موارد میتوانید از محصولات داخل سایت، محصول مدنظر خود را انتخاب کرده و با زدن دکمه استعلام قیمت کنترل با ما، از موجودی و قیمت محصول انتخاب شده خود آگاه شوید و یا در صورت لزوم با تماس با کارشناسان ما برای محصول مد نظر خود مشاوره کرده و مشخصات و قیمت سطح سنج هیدرواستاتیک مدنظر خود را دریافت نمایید.