Реле уровня играют ключевую роль в автоматизации процессов на предприятиях, обеспечивая контроль уровня жидкостей и сыпучих материалов в резервуарах и бункерах. Правильный выбор реле уровня может значительно повысить эффективность и безопасность производственных процессов.
В отличие от датчиков уровня, которые непрерывно измеряют изменение уровня, реле уровня лишь указывает, достиг ли уровень определенной высоты. Это одноразовое измерение, поэтому детектор не передает сигнал, пропорциональный уровню, а отправляет переключающий сигнал (вкл./выкл.).
В этой статье мы подробно рассмотрим различные типы реле уровня, их принцип работы и критерии выбора, которые помогут вам принять обоснованное решение.
Какие существуют типы реле уровня?
Для реле уровня применяется несколько различных технологий, многие из которых также используются в сенсорах уровня. Определенные типы технологий лучше подходят для конкретных материалов, будь то жидкость, пастообразное вещество или сыпучий твердый продукт, объем которого требуется контролировать.
Ключевые технологии, используемые в реле уровня:
- Поплавковый реле уровня: данный сенсор контролирует изменения уровня за счёт движения поплавка на поверхности жидкости, что в свою очередь активирует детектор.
- Емкостной датчик уровня: сенсор взаимодействует с резервуаром, образуя конденсатор. Когда уровень вещества достигает датчика, его емкость изменяется, что фиксируется системой.
- Кондуктивный датчик уровня: если жидкость обладает проводящими свойствами, её контакт с электродами сенсора позволяет потоку тока замыкать цепь, активируя детектор.
- Вибрационный датчик уровня: стержень или лопасти вибрируют с резонансной частотой, и при достижении продукта их вибрации затухают, вызывая переключение детектора.
- Поворотный лопастной датчик уровня: лопасть, вращаемая двигателем, замирает при контакте с продуктом, что приводит к переключению сенсора.
- Электрооптический датчик уровня: инфракрасный свет, излучаемый светодиодом, отражается через призму к приемнику. Когда жидкость достигает призмы, свет вместо отражения преломляется в жидкости, активируя переключение детектора.
Почему стоит выбрать поплавковый реле уровня?
Поплавковые реле уровня являются одними из самых распространенных. Их работа основана на принципе плавучести: поплавок, находящийся на поверхности жидкости, поднимается и опускается вместе с уровнем, замыкая или размыкая электрическую цепь.
Преимущества:
- Поплавковые датчики уровня подходят для всех жидкостей при условии, что материалы датчика совместимы с жидкостью (пластик для кислот, нержавеющая сталь для воды и масел и т. д.)
- Они надежны, экономичны и просты в использовании.
- Калибровка не требуется.
- Поплавковые датчики уровня нечувствительны к природе жидкости, ее электропроводности, давлению и температуре в резервуаре, наличию паров, пены и кипения на поверхности. Однако они чувствительны к волновому явлению.
Недостатки:
- Ограниченное применение в вязких и загрязненных жидкостях
Почему стоит выбрать емкостный реле уровня?
Емкостные реле уровня измеряют изменения электрической емкости между сенсором и объектом. Эти устройства подходят как для жидкостей, так и для сыпучих материалов.
Преимущества:
- Очень прочная и надежная технология
- Техническое обслуживание не требуется.
- Экономически эффективная технология
- Переключатели могут быть установлены в любом положении.
- Работает как с проводящими, так и с непроводящими жидкостями и твердыми веществами и не подвержен влиянию вязких или липких продуктов.
- Устойчив к высоким температурам и рабочим давлениям
Недостатки:
- Чувствительность к изменениям диэлектрической проницаемости среды
Почему стоит выбрать кондуктивный реле уровня?
Кондуктивный реле уровня используются только с проводящими жидкостями. В своей базовой конфигурации они состоят из двух электродов, разделенных зазором, образующим открытую электрическую цепь (ток не может течь между двумя электродами). Когда уровень жидкости достигает электродов, проводящая жидкость замыкает электрическую цепь, и между электродами течет ток. Электроника датчика преобразует ток в сигнал переключения.
Эта технология работает только с проводящими жидкостями, такими как кислоты, щелочи и растворы, содержащие воду. Углеводороды, масла и растворители, которые, как правило, не очень проводящие, несовместимы с этой технологией.
Преимущества:
- Простой, надежный и экономичный
- Несколько вариантов настройки и установки
- Калибровка не требуется.
- Возможность иметь несколько точек переключения, если вы выбираете детектор с несколькими электродами.
Почему стоит выбрать вибрационный реле уровня?
Вибрационные датчики уровня, как и стержневые вибрационные датчики, работают на основе резонансной частоты. Они оснащены стержнем или парой лопастей, которые вибрируют на заданной частоте, поддерживаемой пьезоэлектрической системой. Когда уровень материала в резервуаре достигает чувствительных элементов, вибрации затухают из-за присутствия вещества вокруг них.
Электроника сенсора отслеживает изменения в амплитуде и частоте колебаний, и на основании этих параметров преобразует сигнал в переключение.
Эта технология отличается универсальностью, не реагируя на физические характеристики или свойства материала в емкости, что делает её идеальной как для жидкостей, так и для сыпучих продуктов — от мелких порошков до крупнозернистых материалов. Кроме того, вибрационные датчики уровня подходят для использования во взрывоопасных зонах, что особенно важно в химической, пищевой промышленности и для складирования сырья.
Преимущества вибрационных датчиков уровня:
- Не зависят от свойств материала (проводимость, вязкость, размер частиц), условий эксплуатации (температура, давление), наличия турбулентности, пены, вибрации и засорения.
- Устойчивы к истиранию.
- Просты в установке и эксплуатации, не требуют калибровки.
- Обладают функцией самоконтроля.
- Не подвержены износу и не нуждаются в обслуживании.
Почему стоит выбрать поворотные лопастные реле уровня?
Поворотные лопастные сигнализаторы уровня работают на основе простого, но эффективного механизма: электродвигатель с пониженной скоростью вращает вал с одной или несколькими лопастями. Этот тип переключателя оптимален для использования в силосах и бункерах для контроля уровней сыпучих материалов. Когда материал достигает уровня лопастей, вращение замедляется и двигатель останавливается, что вызывает переключение датчика.
Поворотные лопастные переключатели широко применяются для контроля уровня таких материалов, как зерно, сахар, какао, корма для животных, щелок, мел, гипс, цемент и древесная щепа.
Преимущества поворотных лопастных переключателей уровня:
- Простой принцип измерения, подходящий для базовых задач.
- Надежная технология, устойчивая к износу.
- Не требует калибровки и легко устанавливается.
Почему стоит выбрать электрооптический датчик уровня?
Электрооптические реле уровня функционируют благодаря взаимодействию инфракрасного светодиода и фоторецептора. Свет, излучаемый светодиодом, направляется в стеклянную призму, которая выполняет роль чувствительного зонда. Когда призма окружена газом, свет отражается обратно к приемнику. Однако при достижении уровня жидкости световой луч преломляется в жидкости, и приемник фиксирует уменьшение интенсивности света, что активирует переключение датчика.
Эти переключатели могут работать с любыми жидкостями, не завися от таких физических характеристик, как плотность, диэлектрическая проницаемость, проводимость, показатель преломления и даже цвет.
Электрооптические датчики уровня отличаются высокой прочностью, так как выполнены из устойчивых материалов — нержавеющей стали для корпуса и боросиликатного стекла или кварца для призмы. Благодаря отсутствию подвижных частей, только стеклянный зонд непосредственно контактирует с жидкостью, что позволяет создавать компактные детекторы, которые занимают минимальное пространство в резервуаре и подходят для работы с малыми объемами продукта.
Преимущества электрооптических датчиков уровня:
- Обнаружение уровня не зависит от характеристик жидкости (плотность, диэлектрическая проницаемость, проводимость, показатель преломления и цвет).
- Технология подходит для работы с небольшими объемами.
- Не требует калибровки.
- Некоторые модели могут использоваться в опасных средах.
Критерии выбора реле уровня
- Тип среды
Первый шаг в выборе правильного реле уровня – это анализ среды, в которой будет использоваться устройство. Жидкости и сыпучие материалы требуют различных типов сенсоров. Кроме того, важно учитывать химическую агрессивность среды и наличие твердых частиц.
- Точность и диапазон измерений
В зависимости от требований производственного процесса может понадобиться высокая точность измерений. Например, в фармацевтической или химической промышленности минимальные отклонения от заданного уровня могут привести к серьезным последствиям.
- Условия эксплуатации
Температура, давление и наличие агрессивных веществ играют важную роль в выборе подходящего уровня переключателя. Некоторые устройства, такие как ультразвуковые и радарные переключатели, лучше подходят для экстремальных условий эксплуатации.
- Стоимость и обслуживание
Наконец, важно учитывать не только первоначальную стоимость устройства, но и затраты на его обслуживание и замену. Долговечность и надежность – ключевые факторы при выборе уровня переключателя.
Выбор правильного уровня переключателя – это комплексный процесс, который требует учета множества факторов. Внимательное изучение этих аспектов позволит обеспечить надежную работу оборудования и повысить общую эффективность производства. Мы предоставляем экспертную поддержку при выборе необходимых приборов. Если у вас остались вопросы или вам необходима помощь в организации поставок, свяжитесь с нами на сайте или набрав номер +7 960 043-63-61.