لول سنج خازنی در واقع یکی از روش های اندازه گیری سطح سیالات با خاصیت خازنی میباشد،می دانیم كه مواد مختلف دارای ثابتهای دی الكتریك متفاوتی می‌باشند. خازنی را در نظر بگیرید كه ماده دی الكتریك آن از دو بخش هوا و مایع تشكیل شده باشد، با افزایش مقدار مایع، ضریب دی الكتریك كلی خازن تغییر میكند. از این خاصیت می‌توان برای اندازه گیری ارتفاع و سطح سیالات استفاده نمود.
لول سنج خازنی چگونه عمل میکند؟
در سنسورهای ارتفاع خازنی، یكی از صفحات خازن، الكترودی است كه وارد تانك میشود و صفحه دوم میتواند یك الكترود دیگر و یا دیواره فلزی تانك باشد . الكترود دوم یا دیواره تانك به پتانسیل زمین وصل شده و الكترود مرجع نامیده میشود. با بالا رفتن ارتفاع مایع در مخزن، ثابت دی الكتریك افزایش یافته و در نتیجه با اندازه گیری آن، میزان ارتفاع مایع در مخزن محاسبه میشود.
کاربرد لول سنج خازنی
همچنین در تانكهای مخروطی و یا تانكهای كروی حتی اگر تانك از فلز ساخته شده باشد، به دلیل اینكه فاصله بین دیواره تانك و الكترود در طول این خازن ثابت نمی‌ماند و درنتیجه نتیجه خطی نخواهد شد، یك مرجع موازی با الكترود لازم است . همچنین در سیالاتی كه دارای ثابت دی الكتریك كم هستند، نیز باید از الكترود مرجع استفاده كرد، زیرا این مرجع به الكترود نزدیكتر است و تغییر ظرفیت بر واحد طول در مقایسه با حالتی كه دیواره تانك، مرجع میباشد، بیشتر خواهد بود . معمولاً در مواردی كه نیاز به الكترود دوم میباشد، از الكترودهای هم مركز به شكل استوان های، در این سیستم‌ها استفاده میشوند.
برای كاربردهایی كه سیال فرآیندی رسانا است سطح میله توسط یك عایق از سیال جدا میشود . در این روش، خود سیال نقش سطح دیگر خازن مورد نظر را ایفا میكند.
یكی از محاسن Probe های استوانه‌ای هم مركز این است كه می‌توانند در یك تانك كوچكتر با همان سیال فرآیندی مورد نظر در خارج از محل نصب، كالیبره شوند ولی معمولاً سایر Probe ها، باید بعد از نصب نهایی در محل، كالیبره شوند.
ثابت دی الكتریك برخی مواد با دما تغییر میكند. البته، عموماً مواد با دی الكتریك بالا كمتر تحت تاثیر دما قرار میگیرند. اگر دمای فرآیند تغییر كرد، توصیه میشود كه سنسور دوباره كالیبره شود.
تخریب كننده ترین عامل در اندازه گیری با استفاده از روش خازنی تشكیل build up از نوع رسانا بر روی الكترود میباشد كه باعث تغییر ابعاد و شكل هندسی پروب اندازه گیری میشود. تشكیل build up نارسانا معمولاًچندان مهم نیست و با كالیبراسیون مجدد قابل رفع خواهد بود.
مزایای لول سنج های خازنی
لول سنج خازنی چگونه عمل میکند؟
در سنسورهای ارتفاع خازنی، یكی از صفحات خازن، الكترودی است كه وارد تانك میشود و صفحه دوم میتواند یك الكترود دیگر و یا دیواره فلزی تانك باشد . الكترود دوم یا دیواره تانك به پتانسیل زمین وصل شده و الكترود مرجع نامیده میشود. با بالا رفتن ارتفاع مایع در مخزن، ثابت دی الكتریك افزایش یافته و در نتیجه با اندازه گیری آن، میزان ارتفاع مایع در مخزن محاسبه میشود.
کاربرد لول سنج خازنی
همچنین در تانكهای مخروطی و یا تانكهای كروی حتی اگر تانك از فلز ساخته شده باشد، به دلیل اینكه فاصله بین دیواره تانك و الكترود در طول این خازن ثابت نمی‌ماند و درنتیجه نتیجه خطی نخواهد شد، یك مرجع موازی با الكترود لازم است . همچنین در سیالاتی كه دارای ثابت دی الكتریك كم هستند، نیز باید از الكترود مرجع استفاده كرد، زیرا این مرجع به الكترود نزدیكتر است و تغییر ظرفیت بر واحد طول در مقایسه با حالتی كه دیواره تانك، مرجع میباشد، بیشتر خواهد بود . معمولاً در مواردی كه نیاز به الكترود دوم میباشد، از الكترودهای هم مركز به شكل استوان های، در این سیستم‌ها استفاده میشوند.
برای كاربردهایی كه سیال فرآیندی رسانا است سطح میله توسط یك عایق از سیال جدا میشود . در این روش، خود سیال نقش سطح دیگر خازن مورد نظر را ایفا میكند.
یكی از محاسن Probe های استوانه‌ای هم مركز این است كه می‌توانند در یك تانك كوچكتر با همان سیال فرآیندی مورد نظر در خارج از محل نصب، كالیبره شوند ولی معمولاً سایر Probe ها، باید بعد از نصب نهایی در محل، كالیبره شوند.
ثابت دی الكتریك برخی مواد با دما تغییر میكند. البته، عموماً مواد با دی الكتریك بالا كمتر تحت تاثیر دما قرار میگیرند. اگر دمای فرآیند تغییر كرد، توصیه میشود كه سنسور دوباره كالیبره شود.
تخریب كننده ترین عامل در اندازه گیری با استفاده از روش خازنی تشكیل build up از نوع رسانا بر روی الكترود میباشد كه باعث تغییر ابعاد و شكل هندسی پروب اندازه گیری میشود. تشكیل build up نارسانا معمولاًچندان مهم نیست و با كالیبراسیون مجدد قابل رفع خواهد بود.
مزایای لول سنج های خازنی
- قابلیت اطمینان بالا
- هزینه های نگهداری پایین
- تغییرات كم ثابت دی الكتریك تحت تاثیر عواملی چون دما، چگالی و ویسكوزیته
- مناسب برای سیالات دوغابی
- مناسب برای سیالات جامدات پودری وگرانولی
- قابلیت کالیبره در خارج از مخزن و قبل نصب
- قیمت پایین