اندازهگیری سطح دقیق مخازن در تمامی صنایع از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از دستگاه‌هایی که برای اندازهگیری دقیق و کنترل سطح استفاده می‌شود، سطح سنج خازنی (لول سنج خازنی) است. این دستگاه از اصول فیزیکی خازن و استفاده از تغییرات ظرفیت خازنی برای اندازهگیری سطح استفاده می‌کند. در این نوشتار سطح سنج خازنی و نحوه عملکرد آن را بررسی خواهیم کرد.
سطح سنج خازنی چیست؟
سطح سنج خازنی دستگاهی است که برای اندازه گیری سطوح مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه با استفاده از تغییرات ظرفیت خازنی، قادر به اندازهگیری سطح است. مبنای عملکرد خازنی بر اساس تغییرات ظرفیت خازن بر پایه‌ی تغییرات خاصیت دی الکتریکی است.
اصول عملکرد سطح سنج خازنی
همانطور که قبلاً اشاره شد، اساس عملکرد سطح سنج خازنی بر مبنای تغییرات ظرفیت خازن است. خازن از دو صفحه تشکیل شده شده است که در مقابل یکدیگر قرار گرفته‌اند و فضای بین این دو صفحه با عایق دی‌الکتریک پر شده است. هر ماده‌ای خاصیت دی‌الکتریکی منحصر به فردی دارد؛ به عنوان مثال خاصیت دی‌الکتریکی هوا با خاصیت دی‌الکتریکی یک سیال مانند آب متفاوت است. تغییرات دی الکتریکی بین دو صفحه خازن منجر به تغییر میزان ظرفیت خازن می‌شود.
در لول سنج خازنی یک الکترود عایق شده به عنوان یکی از دو صفحه خازن و دیواره مخزن، به عنوان صفحه دیگر عمل می‌کند. در مواردی که دیواره مخزن از جنس پلاستیک یا سایر مواد نارسانا است، از لول سوییچ‌های دو کاتده استفاده می‌شود. لول سوییچ دو کاتده از دو صفحه تشکیل شده است که در مقابل یکدیگر قرار می‌گیرند؛ یکی از این صفحات بار مثبت و صفحه مقابل آن بار منفی دارد. این لول سوییچ‌ها در سطح‌سنج‌های مخازن نارسانا استفاده می‌شوند.
در حالت عادی که مخزن خالی است، در بین دو صفحه خازن لول سوییچ، هوا قرار دارد. با قرار گرفتن سیال بین دو صفحه خازن، خاصیت دی الکتریکی و در نتیجه میزان ظرفیت خازن تغییر می‌کند. هر اندازه میزان سطح سیال در مخزن بیشتر شود، خاصیت دی الکتریکی و نتیجتاً ظرفیت خازن نیز تغییر می‌کند. به این ترتیب میزان ظرفیت خازن، معرف میزان ارتفاع سیال موجود در مخزن است.
تغییرات میزان ظرفیت خازن منجر به تغییر جریان در مدار داخلی سطح سنج خازنی می‌شود. این تغییرات جریان توسط لول سوییچ خازنی سطح سنج تشخیص داده شده و به صورت یک سیگنال رادیویی RF تبدیل می‌شوند. این سیگنال به یک رله منتقل شده و نهایتا سطح مخزن به صورت یک عدد نمایش داده می‌شود.
باید توجه داشته باشید که هر سیالی خاصیت دی‌الکتریکی منحصر به فردی دارد، شما نمی‌توانید لول سنج خازنی که در حال حاضر برای اندازه گیری سطح آب در یک مخزن استفاده می‌شود را برای اندازه گیری سطح آمونیاک در یک مخزن دیگر استفاده کنید. برای این منظور قبل از استفاده از لول سنج خازنی باید یک مرتبه آن را کالیبره کنید.
کاربردهای سطح سنج خازنی
سطح سنج خازنی، به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای سطح سنج خازنی عبارتند از:
صنعت نفت و گاز
در صنایع نفت و گاز، از سطح سنج خازنی برای اندازهگیری سطوح مخازن مختلف از جمله مخازن نفتی و گازی، مخازن حاوی مواد شیمیایی مانند آمونیاک، فسفات و غیره استفاده می‌شود. اندازهگیری سطح در این صنعت می‌تواند به بهبود عملکرد و کنترل دقیق فرآیندها در زمینه بهره برداری و نگهداری منابع نفتی و گازی کمک کند.
فرآیندهای تولید
در فرآیندهای تولید، اندازهگیری دقیق سطوح برای کنترل کیفیت و اطمینان از استانداردهای ساخت و تولید الزامی است. سطح سنج خازنی در این صنایع برای اندازهگیری سطح مواد مختلف از جمله فلزات، پلاستیک، شیشه و نئوپان استفاده می‌شود.
صنایع غذایی
در صنایع غذایی از فرآیندهای با فشار بالا به عنوان روشی نوین در فرآوری مواد غذایی استفاده می‌کنند. سطح سنج خازنی امکان اندازه گیری در فرآیندهای فشار بالا را دارد و به همین دلیل در صنایع غذایی نیز کاربرد دارد.
این موارد تنها چندین مثال از کاربردهای سطح سنج خازنی در صنعت هستند. وجود خصوصیات مهم مانند دقت بالا، سرعت اندازهگیری، مقاومت در مقابل فشار و دمای کاری بالا، باعث شده است که سطح سنج خازنی کاربرد وسیعی در صنایع مختلف داشته باشد.
مزایا و معایب سطح سنج خازنی
سطح سنج خازنی دارای مزایا و معایبی است. در ادامه در مورد مزایا و معایب سطح سنج خازنی صحبت خواهیم کرد.
مزایا
برخی از مهمترین مزایای سطح سنج خازنی که باعث محبوبیت آن در صنایع مختلف شده است، موارد زیر را شامل می‌شود.
- قابلیت اندازهگیری سطح دقیق:
سطح سنج خازنی قابلیت اندازهگیری دقیق سطح را داراست. از آنجا که خازن در مقابل تغییرات کوچک در فاصله یا سطح حساس است، سطح سنج خازنی دقت بالایی در اندازهگیری سطح فراهم می‌کند. - سرعت اندازهگیری:
سطح سنج خازنی با سرعت بالا عمل می‌کند و اندازهگیری سطح را به طور سریع انجام می‌دهد. این ویژگی برای برخی از صنایع و فرآیندهایی که نیاز به اندازهگیری سریع و دقیق سطح سیال دارند، بسیار کاربردی است. - مقاومت در برابر تغییرات:
سطح سنج خازنی معمولاً مقاومت خوبی در برابر تغییرات دما، فشار و رطوبت دارد و می‌تواند در شرایط محیطی متفاوت و در معرض تغییرات محیطی بدون افت دقت کار کند. - کاربرد چندمنظوره:
سطح سنج خازنی در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت و گاز، خودروسازی، صنایع الکترونیکی و بسیاری دیگر استفاده می‌شود. این مطلب حاکی از آن است که دستگاه قابلیت کاربرد در زمینه‌های متنوعی را دارد.
معایب سطح سنج خازنی
سطح سنج خازنی علیرغم داشتن مزایای زیاد، معایب خاص خود را هم دارد. برخی از مهمترین معایب این سطح سنج‌ها موارد زیر هستند.
- تاثیر پذیری از دما:
با توجه به این که خاصیت دی‌الکتریک برخی از مواد ممکن است با تغییرات دما تغییر کند، در نتیجه میزان نتایج سطح سنج خازنی نیز در صورت تغییرات شدید دمای ممکن است دقیق نباشد. برای این منظور باید سطح سنج خازنی برای مخازنی استفاده شود که دمای سیال در آن تقریبا ثابت باشد یا تغییرات آن از محدوده مشخصی بیشتر نشود. - حساسیت به مایعات و غبار:
حضور مایعات یا غبار ممکن است تاثیر منفی بر عملکرد سطح سنج خازنی داشته باشد. در برخی از موارد، نیاز به تمیز کردن دستگاه قبل از استفاده وجود دارد. - قیمت بالا:
برخی از سطح سنج‌های خازنی، به ویژه در صنایع پیشرفته‌تر، قیمت بالایی دارند. این مسئله ممکن است برای کسانی که بودجه کمتری دارند، محدودیت خرید ایجاد کند.
سطح سنج‌خازنی را از کجا بخریم؟
اگرچه خرید سطح سنج خازنی می‌تواند یک انتخاب مناسب و هوشمندانه باشد، باید توجه داشت که با توجه به جزئیات و گستره کاربرد این تجهیز و همچنین قیمت نسبتاً بالای آن باید از منابع معتبر و مورد اعتماد خرید کنید. علاوه بر این باید شرکت فروشنده به شما برای انتخاب صحیح نوع سطح سنج مشاوره کافی و دقیق بدهد. همچنین شرکت فروشنده سطح سنج خازنی باید دارای تعهدات خدمات پس از فروش نیز باشد.
در این میان، شرکت آریا سپند با تجربه‌ای چندین سال در زمینه ساخت و عرضه دستگاه‌های اندازهگیری صنعتی، به عنوان یکی از برندهای مطرح و معتبر در بازار سطح سنج خازنی شناخته می‌شود. خرید سطح سنج خازنی از این شرکت می‌تواند یک انتخاب هوشمندانه باشد.
شرکت آریا سپند با ارائه انواع مدل‌ها و ویژگی‌های متنوع، می‌تواند به نیازهای مختلف صنایع پاسخ دهد. کارشناسان این مجموعه آماده هستند برای خرید سطح سنج خازنی مناسب به شما مشاوره رایگان بدهند تا انتخابی متناسب با نیازهای خود داشته باشید.
علاوه بر این کارشناسان و تکنسین‌های این مجموعه متعهد به نصب و کالیبراسیون سطح سنج خازنی خریداری شده هستند. ضمانت محصولات و ارائه خدمات پس از فروش توسط شرکت آریا سپند، آسودگی خاطر شما بعد از یک خرید مقرون به صرفه را تضمین می‌کند.
نتیجه گیری
سطح سنج خازنی یکی از محبوب‌ترین ابزارها برای اندازه گیری سطوح مخازن مختلف است. این سطح سنج‌ها براساس تغییرات ظرفیت خازن طراحی شده‌اند. اندازهگیری دقیق و سریع سطوح، حساسیت به تغییرات دما و گرد و غبار از مزایا و معایب این سطح‌سنج‌ها هستند.
