Aktuální vydání

celé číslo

08

2018

MSV 2018 v Brně

celé číslo

Měření hladin snímači Pepperl+Fuchs

Automa 5/2001

(FCC Průmyslové systémy)

Měření hladin snímači Pepperl+Fuchs

Měření výšky hladiny je v praxi velmi častým požadavkem. Na první pohled se zdá, že jde o jednoduchou záležitost, ale skutečnost bývá často jiná. Při výběru principu i provedení snímače je třeba brát ohled na mnoho okolností, počínaje druhem měřené kapaliny a konče možnými rušivými vlivy.

Firma Pepperl+Fuchs působí již padesát let v oblasti procesní automatizace. V oboru snímačů hladin může nabídnout celou škálu různých zařízení. Povšimněme si hlavních skupin snímačů hladin z produkce této firmy.

Obr. 1.

Plovákové snímače – jednoduché řešení pro jednoduché aplikace
Jde o nejjednodušší a nejlevnější snímače hladiny kapalin. Uvnitř plováku je spínací prvek, který detekuje naklonění způsobené stoupající (klesající) hladinou. Existuje několik variant snímačů, lišících se tvarem pouzdra a typem spínacího prvku.

Nejběžnějším typem je válcový plovák pro aplikace s omezeným prostorem. Kulový plovák je výhodnější pro kapaliny s menší hustotou. Spínacím prvkem může být klasický rtuťový spínač, spínač s ekologicky vyhovující kapalinou, mechanický mikrospínač či bezkontaktní indukční spínač. Plováky lze rovněž dodat v jiskrově bezpečném provedení pro prostředí s nebezpečím výbuchu. Materiál plováku a kabelu určuje jeho odolnost vůči agresivnímu prostředí. Pro běžné aplikace stačí PVC, pro náročnější polyuretan nebo teflon.

Ultrazvukové snímače – bezdotykové měření
Tyto snímače pracují na principu odrazu ultrazvukového signálu od překážky (hladiny). Na dalším zpracování signálu záleží, je--li na výstupu snímače k dispozici analogový signál 4 až 20 mA, který přímo odpovídá vzdálenosti, nebo spínací a rozpínací kontakt relé, který signalizuje např. překročení limitní hodnoty výšky hladiny. V nabídce Pepperl+Fuchs jsou různá provedení snímačů, která se liší typem výstupního signálu (analogový, spínací, datová komunikační linka), komfortem nastavení parametrů a tvarem pouzdra (válcové nebo hranolové). Všechny ultrazvukové snímače Pepperl+Fuchs jsou kompenzovány na vliv okolní teploty. Zvláště zajímavé jsou následující dva typy.

LUC4 – pevné překážky nejsou problém
Snímač s označením LUC4 je určen pro měření hladin v nádržích, které uvnitř mají různé konstrukční součásti. Za běžných podmínek by odraz od těchto součástí, tvořících pevné překážky, způsobil chybu údaje o aktuální výšce hladiny. Vlivem aktivní filtrace odraženého signálu jsou pro snímač LUC4 tyto překážky „průhledné“.

Výstupem snímače je proudová smyčka 4 až 20 mA. Snímací plocha je kryta teflonem, což umožňuje měřit hladiny agresivních kapalin.

Obr. 2.

Ultrazvukový snímač, který měří od nuly
Funkční princip ultrazvukových snímačů obvykle nedovoluje, aby měřicí prostor začínal přímo u jeho snímací plochy. Takzvané pásmo necitlivosti zabírá přibližně 15 % celkového dosahu snímače. V praxi to znamená, že snímač nelze namontovat těsně nad maximální úroveň měřené hladiny, což bývá problémem hlavně u různých vestavěných nádržek na barvy, chladicí nebo mazací kapaliny. Snímač F43 má díky speciální konstrukci „slepou“ vzdálenost 0 mm. Byl vyvinut pro měření hladin barev v nádržích tiskařských strojů, avšak vzhledem ke své univerzálnosti (analogový výstup, dvě relé a RS-232) a nízké ceně určitě najde uplatnění i v jiných aplikacích.

Vibrační snímače – maximálně spol
Pracují na ověřeném principu tlumení mechanických vibrací snímací vidličky stoupající hladinou měřeného média. Mechanické vibrace zajišťují nejen detekci hladiny, ale mají rovněž samočisticí funkci. Vibrační snímače jsou odolné vůči turbulentnímu proudění kapalin, snášejí vysokou teplotu a tlak, kapaliny mohou být i velmi lepivé. Snímací vidličku z leštěné jakostní oceli lze použít i v potravinářství, vidlička krytá plastovou vrstvou je vhodná i pro agresivní prostředí.

Zajímavostí je snímač v jiskrově bezpečném provedení EEx-ia, který lze instalovat v prostředí s nebezpečím výbuchu. Výstup NAMUR umožňuje použít standardní oddělovací bariéru, což přispívá k podstatnému snížení ceny za měřicí bod.

Obr. 3.

Hydrocon – inteligentní snímání a vyhodnocení
Hydrocon je přístroj pro zjišťování výšky hladiny kapalin na principu měření hydrostatického tlaku. Je určen pro měření hladin v nádržích v chemickém, petrochemickém, farmaceutickém nebo potravinářském průmyslu. Tomuto určení odpovídají i možnosti výběru materiálu snímací membrány: kromě membrány z korozivzdorné oceli (Hasteloy C) je možné dodat membránu potaženou vrstvou plastu se zvýšenou odolností k silně agresivním kapalinám. Také náplň oddělovací komůrky se může lišit podle účelu, ke kterému je čidlo určeno. Lze dodat např. bezolejovou náplň pro měření v prostředí s volným kyslíkem nebo speciální náplň pro potravinářství. Kromě široké škály možností zobrazení měřeného tlaku v různých jednotkách může být údaj na displeji i výsledkem lineárního přepočtu měřené hodnoty tlaku na jinou veličinu, nejčastěji právě na výšku hladiny. Kromě toho lze na displeji zobrazit i další veličiny: teplotu měřeného média, minimální a maximální dosaženou hodnotu v průběhu měření a různé servisní údaje. Další možností je nastavit parametry měření pomocí komunikátoru HART. Modifikace pro Profibus umožňuje plnou komunikaci po této průmyslové sběrnici.

Jakékoliv další informace, katalogové listy i cenové nabídky k uvedeným snímačům si vyžádejte v kterékoliv kanceláři firmy FCC Průmyslové systémy (adresa viz inzerát na předchozí straně).

FCC Průmyslové systémy s. r. o.
info@fccps.cz
www.fccps.cz

400 11 Ústí nad Labem, SNP 8, tel.: (047) 277 41 73, fax: (047) 277 21 15
603 00 Brno, Vinařská 1a, tel.: (05) 43 21 56 54, fax: (05) 43 21 56 55
182 00 Praha 8, U Slovanky 3, tel.: (02) 66 05 20 98, fax: (02) 68 80 819