لول سوئیچ خازنی (Capacitive Level Switch) از جمله مهمترین تجهیزات اندازه‌گیری سطح هستند. سوئیچ‌های خازنی از فناوری ظرفیت الکتریکی خازن برای تشخیص نقطه‌ای سطح استفاده می‌کنند. این تجهیزات برای تشخیص و محافظت مخازن از پر شدن بیش از اندازه و یا خالی شدن آنها جلوگیری می‌کند. از این رو به این دستگاه‌ها سوئیچ حد نیز گفته می‌شود.
سوئیچ‌های خازنی جزو پرکاربردترین لول سوئیچ‌ها در صنعت بوده و به همین دلیل، از تنوع و اهمیت بسیار بالایی برخوردارند. سطح سنج خازنی، لول سنج خازنی، سنسور خازنی و سوئیچ سطح خازنی از دیگر نام‌های رایج این تجهیز در بین صنعتگران است.
اجزای لول سوئیچ خازنی
اجزای لول سوئیچ خازنی براساس نقشه این محصول به شرح زیر است.
هاوزینگ (Housing)
به قسمت بالایی لول سنج که بورد الکترونیکی در داخل آن قرار دارد هاوزینگ گفته می‌شود. این قسمت از لول سنج، می‌تواند؛ بر اساس انتخاب مشتری از جنس پلاستیک، آلومنیومی و استیل و یا نوع درجه حفاظت IP66-IP67-IP68 و .. انتخاب شود.
برد الکترونیکی (Electronics Board)
تمام قطعات حساس الکترونیکی سطح سنج بر روی بورد الکترونیکی قرار گرفته است. رله‌ها، کلید حساسیت، ترمینال های ورودی تغذیه و چراغ نشانگر بر روی بورد قرار دارند.
اتصالات مکانیکی (Process fitting)
اتصال مکانیکی نیز بر اساس نیاز مشتری، قابل انتخاب از بین انواع رزو‌ه‌ها و فلنج‌ها است.
بخش ایزوله (Insulation)
ضرورت وجود قسمت ایزولاسیون بدلیل دو عامل حذف بیلد آپ و ایزوله کردن پایه مثبت و منفی خازن است. 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.
پراب سنسور (Sensor Probe)
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
از انواع لول سوئیچ خازنی با توجه به نوع کارکرد و نقشه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- لول سوئیچ خازنی با پروب سیم بکسلی ( Capacitive Cable Probe Level Switch )
- لول سنج خازنی با پروب میله‌ای ( Capacitive Level Switch )
- لول سنج خازنی چند کاتده (Conductive multiple rod electrode)
- لول سوئیچ خازنی کوچک، اقتصادی و مقرون به صرفه
اساس و نحوه کار لول سوئیچ خازنی: بهبود اندازه‌گیری در مخازن و سیلوها
از آنجایی که مخازن و سیلوهای 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 چگونه کار می‌کند؟ در این تجهیزات 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 پر شدن 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.
لول سوئیچ خازنی بصورت ترکیبی نیز بهمراه سطح سنج راداری بر روی مخازن و سیلوها نصب می‌شود. به همین دلیل است که اکثرا از این لول سنج ها 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.
لول سوئیچ خازنی با پروب سیم بکسلی بهمراه راهنمای نصب. گاهی به این نوع از سنسورهای خازنی سیم بکسلی هم گفته می‌شود. طول این سیم بکسل می‌تواند از ۲ تا حداکثر ۳۲ 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.
لول سنج خازنی چند کاتده معمولا سطح سنجهای 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.
لول سوئیچ خازنی میله‌ای مناسب ترین تجهیز برای اندازه گیری جامدات فله و پودری است. با استفاده از دو عدد لول سوئیچ که یکی برای سنجش خالی(Empty) بودن و دیگری برای سنجش سطح پر (Full) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این نوع از تجهیزات ابزار دقیق و اتوماسیون، سطح مواد را به طور تماسی اندازه گیری می‌کنند؛ بنابراین مواد داخل مخازن نباید خورندگی بسیار بالا و یا دمای بیش از حد داشته باشند. با اینکه تشخیص مناسب بودن و یا نبودن سطح سنج خازنی برای هر نوع مخزن نیاز به کارشناسی دقیق و تخصصی دارد؛ اما ضریب دی الکتریک (Dielectric coefficient ) مواد درون مخزن یکی از مهمترین معیارهایی است که بایستی به آن توجه نمود.
همه مواد، دارای رسانایی و ثابت دی الکتریک متفاوتی هستند که بر قابلیت ذخیره سازی انرژی در آنها تأثیر می گذارد. مواد با رسانایی بالا (ثابت دی الکتریک بالا) مانند آب، معمولا ظرفیت خازنی بالایی دارند. برعکس در مواد کم رسانا مانند پودر‌ها و گرانول‌ها یا هوا ثابت دی الکتریک، پایین است.
از این موارد به عنوان معیار تصمیم گیری درباره مناسب بودن این تجهیزات برای استفاده در مخازن استفاده می‌شود. به همین دلیل است که، لول سوئیچ های خازنی در مخازنی با ثابت دی الکتریک نسبتاً بالا و یا محلول‌های رسانا، بسیار کاربرد دارند.
اگر در در حوزه سنجش به دنبال اطلاعات کافی درباره ابزار دقیق هستید و نیازمند انتخاب بهترین ابزار برای اندازه گیری هستید دیگر نگران نباشید. با مطالعه ابزار دقیق چیست؟ به اطلاعات خود دست یابید.
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 …)
لول سوئیچ خازنی در کدام صنایع کاربرد دارند؟
کاربرد لول سوئیچ خازنی بیشتر در: صنایع سیمان، گچ، پلاستیک، صنایع غذایی و بهداشتی، شیمیایی، حمل و نقل دریایی و هوایی، معدن، سیلوهای حبوبات، گندم، تهویه مطبوع(( HVAC ، داروسازی، مخازن آهن اسفنجی در صنایع فولادی، صنایع ذغال سنگ، صنایع شیشه برای مخازن سیلیس، کربنات سدیم، خرده شیشه، آهک، دولومیت، مواد دوغ آبی و همچنین برای سنجش پر یا خالی بودن هاپر از مواد استفاده می‌شود.
استاندارد و گواهینامه های ضروری (Approvals, standard and certification) تاییدیه‌هایی 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 تاییدیه‌های: 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 موسسه ملی استاندارد آمریکا(International ANSI)، 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 غبارهای انفجاری، تعریف می‌شود. سطح یکپارچگی ایمنی یا SIL نشان می‌دهد که کاربر تا چه حد می‌تواند انتظار داشته باشد که تجهیز ابزار دقیق مورد نظر به طور ایمن کار کند و در صورت خرابی به روشی مطمئن از کار بیفتد.
مزایا و معایب لول سوئیچ خازنی
اگر برای پروژه خود به لول سوئیچ خازنی نیاز دارید؛ مقایسه معایب و مزایای هر یک از انواع لول سوئیچ‌های خازنی باعث انتخاب بهترین گزینه به هنگام خرید خواهد شد. از همین مزایا و معایب لول سوئیچ‌های خازنی به شرح زیر است:
مزایا
- عملکرد قابل اعتماد
- آسانی در تمیز کردن
- امکان کالیبراسیون قبل از نصب
- نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری
- سازگاری با انواع مخازن و سیلوها
- هزینه نسبتاً پایین
- پیچ تنظیم حساسیت برای مواد مختلف
- سازگار با انواع مایعات و جامدات
- نصب آسان و قابل تطبیق با ابعاد مختلف
- عمر مفید بالا
معایب
- وابستگی به ثابت دی الکتریک مواد
- تأثیرات دما و چگالی مواد بر دقت اندازه گیری
- نیاز به تمیز کردن منظم پروب یا الکترود
- قیمت متغیر بسته به ویژگی‌های تجهیزات
برای خرید، باید از مواردی مانند شرکت تولیدکننده، طول سنسور، آلیاژ، دما و فشار قابل تحمل، نوع پروب و تعداد کاتدها آگاه باشید. شرکت‌هایی مانند وگا، اندرس‌هاوزر، یو دبلیو تی، رزمونت امرسون، کرونه، زیمنس، کوبولد، پپرل اند فوکس، یوکوگاوا و الوباو از جمله برندهای معروف هستند.
اما آیا شرکت‌های داخلی هم توانایی تولید این تجهیزات را دارند؟ بله، شرکت‌هایی مانند آریاسپهر در ایران نیز انواع ابزارهای دقیق را با قیمت مناسب تولید می‌کنند و خدمات پشتیبانی و فنی را ارائه می‌دهند.
به طور کلی، انتخاب بهترین لول سوئیچ خازنی بستگی به نیازها و شرایط خاص شما دارد. اما با اطلاعاتی که ارائه شد، می‌توانید تصمیم بهتری برای خرید بگیرید.
خرید لول سوئیچ خازنی به بهترین قیمت و پشتیبانی
شرکت آریاسپهر به عنوان معتبرترین و بزرگترین تولید کننده تجهیزات ابزار دقیق و در سطح ایران، در کنار شماست تا مناسب ترین تجهیز برای نیاز خود را با قیمت رقابتی، مستقیما از شرکت با قیمتی مناسب و با پشتیبانی خریداری کنید.
تمامی تجهیزات خرید شده از آریا سپهر، از جمله لول سوئیچ های خازنی، دارای ضمانت اصالت و گارانتی بوده و به طور اختصاصی برحسب سفارش و نیاز شما تولید می‌شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر با ما از طریق شماره پشتیبانی 09904901380 در ارتباط باشید.
