เครื่องส่งสัญญาณระดับน้ำในแม่น้ำคืออะไร?

เครื่องส่งสัญญาณระดับน้ำในแม่น้ำคืออะไร?

เครื่องส่งสัญญาณระดับน้ำในแม่น้ำเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดและตรวจสอบระดับน้ำในแม่น้ำ เขื่อน บริเวณน้ำขึ้นน้ำลง และแหล่งน้ำอื่นๆ

มีเครื่องส่งสัญญาณที่นิยมใช้เจ็ด (7) ประเภท ได้แก่ แบบเรดาร์ แบบอัลตราโซนิก แบบลูกลอย แบบเชือกนำทาง แบบคาปาซิแตนซ์ แบบความดัน และแบบความดันแตกต่าง

เครื่องส่งสัญญาณระดับน้ำในแม่น้ำแบบเรดาร์เป็นเทคโนโลยีล่าสุดและเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นระบบที่เชื่อถือได้มากที่สุด

หลักการทำงาน คุณสมบัติ และข้อเสีย

เครื่องวัดระดับน้ำในแม่น้ำแบบเรดาร์เป็นเครื่องวัดระดับน้ำแบบไม่สัมผัส เครื่องส่งสัญญาณจะวัดเวลาที่คลื่นไมโครเวฟที่ปล่อยออกมาจากเซ็นเซอร์สะท้อนจากผิวน้ำและกลับมายังเซ็นเซอร์

เวลาที่ได้นี้จะถูกแปลงเป็นระยะทางบนมาตราส่วนว่าง ซึ่งแสดงถึงระยะทางจากจุดอ้างอิงของเซ็นเซอร์ไปยังพื้นผิวที่วัดได้

• ข้อเสีย ประสิทธิภาพการวัดไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือองค์ประกอบของก๊าซ
• สัญญาณไมโครเวฟสามารถทะลุผ่านฝุ่นและไอน้ำได้ ทำให้มั่นใจได้ว่าการวัดมีความเสถียร
• การวัดไม่ไวต่ออนุภาคขนาดเล็ก เช่น หมอกหรือไอน้ำ
• เนื่องจากหลักการทำงานไม่ได้อาศัยการสั่นสะเทือนของอากาศ ความแม่นยำในการวัดจึงไม่ได้รับผลกระทบจากลม ข้อดี

• เมื่อวัสดุที่วัดมีค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าสัมพัทธ์ต่ำ สัญญาณสะท้อนอาจอ่อนหรืออาจทะลุผ่านพื้นผิว ทำให้การวัดไม่เสถียรหรือไม่สามารถวัดได้
• ความแม่นยำในการวัดอาจได้รับผลกระทบจากไอน้ำที่เกาะอยู่บนเพดานถัง ในสภาวะที่มีแรงดันภายในสูง ไอน้ำมักจะก่อตัวเป็นฟิล์มน้ำต่อเนื่องมากกว่าเป็นหยดน้ำ เนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟไม่สามารถทะลุผ่านฟิล์มน้ำได้ การวัดจึงอาจเป็นไปไม่ได้
• ในกรณีเช่นนี้ การไล่อากาศออกเป็นมาตรการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพ

นี่คือเครื่องวัดระดับแบบไม่สัมผัสที่ใช้คลื่นอัลตราโซนิก

เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิกจะวัดเวลาในการเดินทางของคลื่นอัลตราโซนิกที่ปล่อยออกมาจากเซ็นเซอร์ สะท้อนจากพื้นผิวเป้าหมาย และรับกลับมาที่เซ็นเซอร์

เวลาที่วัดได้จะถูกแปลงเป็นระยะทางจากเซ็นเซอร์ไปยังพื้นผิวที่วัด

• ให้การวัดระดับที่คุ้มค่าโดยไม่ต้องสัมผัสกับตัวกลางที่วัดโดยตรง

• ฝุ่นละออง ไอน้ำ หรือก๊าซ อาจรบกวนการแพร่กระจายของสัญญาณอัลตราโซนิก ทำให้การวัดไม่เสถียรหรือผิดพลาด
• การควบแน่นของไอน้ำบนพื้นผิวเซ็นเซอร์อาจทำให้เกิดเสียงสะท้อนปลอมและสัญญาณอ่อนลง
• การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือองค์ประกอบของก๊าซภายในบริเวณที่วัดอาจเปลี่ยนแปลงความเร็วของเสียง ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด

เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบลูกลอยใช้ลูกลอยที่แขวนด้วยเทปสแตนเลส ซึ่งลอยอยู่บนผิวน้ำและติดตามการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำ

ระยะทางที่ว่างเปล่าจะถูกกำหนดโดยการวัดความยาวของเทปอย่างต่อเนื่อง

เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบลูกลอยมีให้เลือกใช้ในรูปแบบสปริงบาลานซ์ แบบท่อปิดผนึก และแบบตุ้มถ่วง

• การออกแบบที่เรียบง่ายและทนทานช่วยให้การวัดระดับมีความแม่นยำและเชื่อถือได้ในถังขนาดต่างๆ

• การเกาะติดของสิ่งสกปรก วัตถุลอย หรือของแข็ง อาจจำกัดการเคลื่อนที่ของลูกลอยและทำให้การตรวจวัดระดับไม่แม่นยำ
• การสะสมของของแข็งบนลูกลอยอาจส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด
• จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากมีชิ้นส่วนสิ้นเปลืองและชิ้นส่วนกลไก
• ในท่อลดแรงกระแทกหรือท่อกันคลื่น การเกาะติดอาจขัดขวางการทำงานของลูกลอยอย่างเหมาะสม

เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบคลื่นนำทางจะปล่อยคลื่นไมโครเวฟเป็นจังหวะไปตามโพรบ (แท่งหรือสายเคเบิล) ที่แขวนจากเพดานถังลงไปในถัง

เครื่องนี้จะวัดเวลาในการเดินทางของสัญญาณสะท้อนกลับจากพื้นผิวที่วัด และแปลงค่าดังกล่าวเป็นระยะทางเปล่า

• เนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟถูกส่งผ่านทางโพรบ การกระจายตัวของลำแสงจึงไม่ใช่ปัญหา ทำให้เครื่องส่งสัญญาณนี้เหมาะสำหรับการติดตั้งในพื้นที่แคบหรือจำกัด

• การเกาะติดหรือการสะสมของสิ่งสกปรกบนหัววัดอาจทำให้เกิดการสะท้อนผิดพลาดและการวัดที่ไม่แม่นยำ
• ความเสียหายของหัววัด เช่น สายไฟบิดงอหรือขาด อาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนในสัญญาณสะท้อน
• การสะสมของของแข็งหรือวัสดุที่เป็นผลึกอาจขัดขวางการตรวจจับการสะท้อนที่ถูกต้อง ส่งผลให้ตรวจไม่พบการเปลี่ยนแปลงระดับที่ผิดปกติ

เครื่องวัดระดับแบบใช้ค่าความจุไฟฟ้าจะวัดระดับโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงของค่าความจุไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุจะเกิดขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าที่แขวนอยู่จากเพดานถังกับผนังถัง

เมื่อวัสดุที่วัดได้ไหลเข้าสู่ช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้า ค่าความจุไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของระดับ

การเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกตรวจจับและแปลงเป็นค่าการวัดระดับ

• เหมาะสำหรับการติดตั้งในพื้นที่แคบที่มีข้อจำกัดในการวางตำแหน่งเซ็นเซอร์

• มีโอกาสปนเปื้อนและเกิดการสะสมบนหัววัดได้ง่าย
• ต้องเทของเหลวออกจากถังเพื่อปรับค่าศูนย์
• ความผันแปรของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด

เครื่องวัดระดับแบบใช้แรงดันจะวัดระดับของเหลวโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฮโดรสแตติกโดยใช้ไดอะแฟรม

แรงดันที่วัดได้จะเป็นสัดส่วนกับระดับของเหลวและจะถูกแปลงเป็นสัญญาณระดับ

วิธีการวัดนี้ใช้ได้เฉพาะเมื่อแรงดันเหนือผิวน้ำเท่ากับแรงดันบรรยากาศเท่านั้น

• ติดตั้งง่าย แม้ในพื้นที่จำกัด

• ฟอง การเกาะติด หรือการตกตะกอน อาจลดความแม่นยำในการวัด
• การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของของเหลว (ความถ่วงจำเพาะ) จำเป็นต้องมีการปรับหรือสอบเทียบใหม่
• จำเป็นต้องระบายของเหลวออกจากถังเพื่อการบำรุงรักษา
• ในการใช้งานในแม่น้ำ เศษวัสดุหรือท่อนไม้ที่ลอยมาอาจทำให้เซ็นเซอร์ทำงานผิดปกติ

เกจวัดระดับแบบความดันแตกต่างประกอบด้วยองค์ประกอบตรวจจับความดันสองส่วน คือ ส่วนหนึ่งวัดความดันของของเหลว และอีกส่วนหนึ่งวัดความดันภายในถัง

ระดับของเหลวจะถูกกำหนดโดยการลบความดันในถังออกจากความดันของของเหลว

• ไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความดันภายในถัง

• ฟองอากาศ ฟองอากาศในถัง หรือของแข็งอื่นๆ อาจลดความแม่นยำในการวัด
• การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของของเหลวจำเป็นต้องมีการปรับหรือสอบเทียบใหม่
• จำเป็นต้องถ่ายของเหลวออกจากถังเพื่อการบำรุงรักษา

ในการเลือกเครื่องส่งสัญญาณวัดระดับน้ำในแม่น้ำ ควรพิจารณาสภาพแวดล้อม ข้อกำหนดในการบำรุงรักษา และความน่าเชื่อถือในการวัดสำหรับงานของคุณ

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องส่งสัญญาณวัดระดับน้ำแบบเรดาร์ที่ไม่ต้องสัมผัสเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้หลากหลายที่สุด เนื่องจากให้การตรวจสอบที่เสถียรและต่อเนื่องโดยไม่ต้องสัมผัสกับผิวน้ำ และไม่ได้รับผลกระทบจากลม การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หรือไอน้ำ

สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงหรือการตรวจสอบกลางแจ้งในระยะยาว เทคโนโลยีเรดาร์มักให้โซลูชันที่น่าเชื่อถือและบำรุงรักษาน้อยที่สุด