חיישני ציפה לרמת נוזל: זנים, עקרון הפעולה, יתרונות וחסרונות

הן בייצור והן בחיי היומיום, נעשה שימוש במגוון מאגרי נוזלים. כדי לשלוט ברמת המילוי שלהם, משתמשים בחיישנים מסוגים שונים, כאשר הפשוטים והנפוצים שבהם הם חיישני מפלס נוזל צף. איך הם מסודרים, מהם הזנים שלהם ואיפה אפשר להשתמש בהם? מה היתרון שלהם על פני סוגי חיישנים אחרים?

עיצוב ועיקרון הפעולה

מבחינה מבנית, חיישן הרמה מסוג צף מורכב משלושה אלמנטים:

• לָצוּף;
• מערכות העברת מידע;
• גוף עובד או מחוון.

המצוף הוא מאגר פלסטיק אטום מלא באוויר. צפיפותו נמוכה בהרבה מזו של מים או נוזל אחר. לכן, הוא תמיד נשאר על פני המדיום הנוזלי והוא האלמנט העיקרי שקובע את רמתו.

הן מערכות מכניות והן מערכות חשמליות או מגנטיות יכולות לפעול כמערכות העברת מידע. הוא מעביר נתונים על מידת המילוי של המאגר ליחידת הבקרה או שולט על מערכת המילוי המכנית.

רוב חיישני מפלס הנוזל הצוף מעבירים מידע בדרך זו או אחרת למחוון או ליחידת בקרה. החיישנים הראשונים והפשוטים ביותר, באמצעות מערכת מכנית של מוטות ומנופים, פתחו או סגרו ישירות את זרימת הנוזל לתוך המאגר.

מגוון מכני

מבחינה היסטורית, מגוון זה הופיע לראשונה. העיצוב שלו פשוט ככל האפשר:

• המצוף נמצא על פני הנוזל;
• חיבור מכני של המצוף עם שסתום או מחוון;
• מחוון או קאפן.

כאשר מפלס הנוזל משתנה, המצוף עולה או יורד, החיבור המכני זז מחוון מחוון מחוץ למיכל או פועל על השסתום כדי לפתוח או לסגור את היניקה נוזלים. בחיי היומיום, חיישן כזה ניתן למצוא בבור שירותים רגיל. כאשר כפתור הניקוז נלחץ, המפלס במיכל יורד, המצוף יורד, והידית פותחת את שסתום המחט. מים נכנסים למיכל עד שהמצוף עולה ולא יסגור את שסתום המחט באמצעות הידית. ניתן להשתמש במכשירים דומים במיכלים אחרים, שבהם הלחץ בעת אספקת נוזל קטן יחסית.

סוג חשמלי

סוג זה הוא המדויק ביותר ומשמש במקרים בהם יש צורך למדוד את מפלס הנוזל בדיוק מירבי. עקרון הפעולה הוא כדלקמן: המצוף נע מעלה או מטה בפיר מיוחד ככל שרמת הנוזל עולה או יורדת, תנועה המצוף גורם לשינוי במיקום של מחוון מוליך מיוחד לאורך פיתולי הריאוסטט, המחוון מציג את ההתנגדות ה"ערוכה" ב רֵיאוֹסטָט.

לסוג זה יש יתרונות וחסרונות משלו, הקובעים את היקף היישום שלו. לרוב, הסוג החשמלי נמצא במערכות ציפה למדידת מפלס הדלק במיכלי רכב. השינוי בהתנגדות בריאוסטט מועבר אל מחוון החיוג בלוח המחוונים.

תכונות העיצוב המגנטי

תכונה ייחודית של חיישני ציפה מגנטיים היא נוכחותם של מגעי קנים ומגנט קבוע המובנה בצוף. כאשר הוא זז, השדה המגנטי סוגר או פותח מגעים במארז אטום, המשדרים אות למחוון או ליחידת הבקרה.

ישנם שינויים שונים של חיישנים מסוג זה, המיועדים לסביבות שונות ולדיוק הקריאה (שלב מיקום מתג קנה). לרוב, מתגי קנה מסוג צף משמשים במיכלים תעשייתיים שבהם נדרשת אמינות ועמידות של מערכת המדידה.

סקירה של יתרונות וחסרונות

היתרונות של תת-המינים המכניים של חיישן הצוף הם הפשטות של העיצוב שלו ואי-התנודתיות במהלך הפעולה. העברת המידע אל המחוון או הפעולה על שסתום הפתיחה והסגירה מתבצעת בשל כוחו של ארכימדס, הפועל על המצוף כאשר מפלס המים במיכל עולה או יורד. החסרונות הם: דיוק נמוך של קריאות וחיי שירות קצרים יחסית בשל השפעת המדיום על החלק המכני.

הסוג החשמלי נבדל על ידי דיוק רב יותר של קריאות, אך לחיי השירות שלו יש גם מגבלה: כאשר המחוון נע לאורך הפיתולים של ריאוסטט, המגע נשחק. לאחר זמן מסוים, צפיפות הלחץ של צמד המגע הופכת לבלתי מספקת, והקריאות של אלמנט המדידה הופכות לא נכונות.

היתרון העיקרי של חיישני ציפה מגנטיים הוא אמינותם ועמידותם. הם משמשים למדידת רמת הנוזלים המאכלים. יש רק חיסרון אחד - קריאות דיסקרטיות: החיישן מופעל לאחר תקופה מסוימת של עלייה או הפחתה של מפלס המים.