Binnen de industrie worden twee belangrijke hoofdsoorten niveaumeettechnieken gebruikt, afhankelijk van de procesvereisten: continue en punt-niveaumeettechniek. Het verschil tussen punt-niveaumeettechniek en continue niveaumeettechniek is dat bij punt-niveaumeettechniek, de detectie wordt uitgevoerd door niveauschakelaars, die alleen het niveau vaststellen op een bepaald punt of bepaalde positie, waarbij de sensor, als deze een niveauaanwezigheid detecteert, een binaire schakelaaruitgang activeert.

Bij continue niveaumeettechniek meet een niveautransmitter voortdurend het niveau op een extensie, in een bereik van 0 tot 100%, en levert een analoge uitgang proportioneel met het gemeten niveau.

Gewoonlijk worden niveauschakelaars gebruikt als veiligheidsvoorzieningen tegen het overbevullen en als droogloopbeveiliging voor pompen, samen met een continue niveautransmitter, maar sommige eenvoudige niveauregeltoepassingen kunnen worden uitgevoerd met alleen maar niveauschakelaars.

Afbeelding 1 – Continue en punt- niveaumeettechniek

Afbeelding 2 – Vrij veld radar (links) en geleide golf radar (rechts)

Radar niveautransmitters zijn continue niveaumeters voor vloeistoffen en granulaire vaste stoffen die elektromagnetische golven gebruiken als meetmethode. Radar niveaumeters zijn geschikt voor een groot aantal toepassingen in alle takken van industrie. Enkele voorbeelden zijn buffertanks, niveaus van rivieren en de zee, agressieve media, chemisch afval, wijnopslag, water en afvalwater, kalkmelk, bitumen, cement en debietmeettechniek in open kanalen.

Twee niveaubeoordelingsmethodes kunnen voor dit soort instrumenten worden gevonden: Time-of-Flight – ToF en Frequentiegemoduleerde continue golven – FMCW. Bij de Time-of-Flight methode wordt er een elektromagnetische puls uitgezonden door de instrumenttransducer, de puls gaat door de lucht, reflecteert op het mediumoppervlak en gaat terug naar het instrument, het niveau kan worden geëvalueerd door het meten van de tijd die de puls nodig heeft om terug te komen bij het instrument.

Bij de FMCW methode wordt er door het instrument een continu gemoduleerde frequentie van elektromagnetische golven uitgezonden, deze reizen door de lucht en reflecteren op het mediumoppervlak, wijzigingen in het niveau veroorzaken een frequentieverschuiving. Het frequentieverschil tussen het uitgezonden en het gereflecteerde signaal wordt gebruikt voor het bepalen van het niveau.

Een ander soort radar dat vaak wordt gebruikt in de industrie zijn geleide golven radars; deze gebruiken de time-of-flight als meetmethode, maar deze keer gaat de puls naar het vloeistofoppervlak met behulp van een metalen sonde als geleiding. Hierdoor wordt het signaal geconcentreerd op een kleiner gebied, en dit is met name interessant voor installaties in kleine ruimtes en met vloeistoffen met een lage diëlektrische constante, zoals soorten olie.

Naar de radarniveautransmitters

Voordelen van radar-niveautransmitters:

• radartechnologieën kunnen worden gebruikt voor zowel vaste stoffen als vloeistoffen
• de meettechniek verloopt onafhankelijk van DE procescondities zoals dichtheid, temperatuur, druk en viscositeit
• contactvrije meettechniek, behalve bij geleide golven-radars
• hoge nauwkeurigheid en betrouwbaarheid. vergeleken met andere niveaumeettechnieken
• kan hoge temperatuur- en druklimieten ondersteunen

Nadelen van radar-niveautransmitters:

• voor een betrouwbare meettechniek is een minimale diëlektrische constante van het medium nodig
• hevige turbulentie op het mediumoppervlak kan de meettechniek beïnvloeden
• inwendige structuren in de tank zoals roerwerken, niveauschakelaars en verwarmingen kunnen interferenties veroorzaken
• geleide golf-radar wordt niet aanbevolen voor kleverige media
• duur vergeleken met andere technologieën

Ultrasone niveautransmitters zijn continue niveaumeters voor vloeistoffen en vaste stoffen die gebruikmaken van ultrasone geluidsgolven, of met andere woorden, hoogfrequente mechanische golven als meetmethode. Ultrasone niveaumeters kunnen worden gebruikt bij verschillende toepassingen, zoals niveaumeettechniek in ondergrondse watertanks, olietanks, vijvers, meren, granulaire vaste stoffen in silo's en bulkopslag en debietmeettechniek in open kanalen.

Ultrasone niveautransmitters gebruiken het Time-of-Flight-principe als meetmethode, net als de radars, maar in dit geval worden, in plaats van elektromagnetische golven, geluidsgolven gebruikt; dit zijn mechanische golven. Het instrument zendt een puls uit die door de lucht reist, op het mediumoppervlak reflecteert en teruggaat naar het instrument. Het niveau wordt bepaald door de tijdsduur te meten die de uitgezonden geluidsgolf nodig heeft om terug te komen bij het instrument.

Ontdek ultrasone niveautransmitters

Afbeelding 3 – Ultrasone niveautransmitter

Voordelen van ultrasone niveautransmitters:

• contactvrije meettechniek
• de meettechniek is niet afhankelijk van de diëlektrische constante van de vloeistof en is een goed alternatief voor olie
• wordt niet beïnvloed door veranderingen in de dichtheid

Nadelen van ultrasone niveautransmitters:

• niet aanbevolen voor toepassingen met schuim en turbulente vloeistofoppervlakken
• stof, dampen, condensatie en omgevingstemperatuurwijzigingen kunnen de meettechniek beïnvloeden
• een onregelmatige vorm in het vat kan signaalverlies veroorzaken
• niet te gebruiken voor tanks met een vacuüm
• temperatuur- en drukbeperkingen vergeleken met andere technologieën

Afbeelding 4 – Directe montage (links), dompelbare sonde (rechter)

Direct gemonteerde druktransmitters

Een overdruktransmitter kan worden gemonteerd in de onderzijde of lateraal op niet onder druk staande tanks voor het meten van het vloeistofniveau. Het niveau is direct proportioneel met de druk die wordt uitgeoefend door de vloeistofkolom boven de sensor, als vuistregel is 100 mbar vergelijkbaar met 1 meter waterkolom. Het is belangrijk te bedenken dat verschillende vloeistoffen verschillende dichtheden, hebben, en daarom kan de relatie tussen druk en niveau verschillend zijn.

Zoek overdruktransmitters hier

Dompelbare sondes

In situaties waarbij het niet mogelijk is om de druktransmitter in de tank of in een ondergronds reservoir aan te brengen kan er een dompelbare druktransmitter, ook wel hydrostatische druktransmitter genoemd, worden gebruikt volgens hetzelfde meetprincipe. De druktransmitter wordt dan in het tank geplaatst, ondergedompeld in de vloeistof.

Naar de hydrostatische druktransmitters

Om bij onder druk staande tanks het vloeistofniveau te meten met een druktransmitter, is het nodig om de druk in de tank te compenseren, zodat deze de hydrostatische drukmeettechniek niet beïnvloedt. Dit kan worden uitgevoerd met een differentiële druktransmitter.

De differentiële druktransmitter is zo geconstrueerd dat deze het drukverschil tussen twee punten kan meten. Eén meetpunt, geplaatst in de onderzijde van de tank, meet de som van de hydrostatische druk en de druk boven het vloeistofniveau, het andere meetpunt, bovenin, meet alleen de druk boven het vloeistofniveau. Het instrument kan dan de bovendruk compenseren, met als resultaat alleen de hydrostatische druk. Een andere oplossing voor dit scenario is het gebruik vantwee afzonderlijke overdruktransmitters, maar dan moet de compensatieberekening extern in het besturingssysteem worden uitgevoerd.

Afbeelding 5 – Niveaumeettechniek met differentiële druktransmitter

Voordelen van niveaumeettechniek met druktransmitters:

• eenvoudige en economische oplossing voor niveaumeettechniek
• goed bekende meetmethode
• betrouwbare en nauwkeurige meettechniek

Nadelen van niveaumeettechniek met differentiële druktransmitters:

• alleen bruikbaar voor vloeistoffen
• temperatuurwijzigingen zijn van invloed op de vloeistofdichtheid en beinvloeden de meetnauwkeurigheid
• direct contact met de vloeistof, agressieve media kunnen aanvullende accessoires vereisen, zoals afdichtstoppen
• niet aanbevolen voor hoog visceuze vloeistoffen
• roerwerken kunnen drukpulsen veroorzaken die de meettechniek beïnvloeden

Afbeelding 6 – Laser niveaumeter

Voordelen van laser niveautransmitters:

• smalle straalhoek
• de laserzender kan op elk punt op het tankdeksel worden gemonteerd, ook langs de wand van de tank.
• er zijn zeer hoge update-snelheden te bereiken
• lasertechnologie kan worden toegepast voor zowel vloeistoffen als vaste stoffen
• de meettechniek wordt niet beïnvloed door de materiaaldichtheid of de diëlektrische constante

Nadelen van laser niveautransmitters:

• stof in de lucht kan van invloed zijn op de laserstraal
• niet aanbevolen voor toepassingen waarbij er schuim kan optreden
• niet geschikt voor transparante vloeistoffen

Voordelen van capacitieve niveautransmitters:

• geschikt voor conductieve en niet-conductieve vloeistoffen
• vloeistofinterfacemeettechniek
• kostenefficiënte technologie
• speciale modellen kunnen worden gebruikt voor kleverige media

Nadelen van capacitieve niveautransmitters:

• intrusieve technologie
• bij de installatie in kunststof tanks is een aardingssonde nodig
• verandering van de diëlektrische constante van het medium kan de meettechniek beïnvloeden

Voordelen van capacitieve niveauschakelaars:

• capacitieve niveauschakelaars zijn leverbaar voor vaste stoffen en vloeistoffen
• kostenefficiënte technologie
• speciale modellen kunnen worden gebruikt voor kleverige media

Nadelen van capacitieve niveauschakelaars:

• intrusieve technologie
• bij de installatie in kunststof tanks is een aardingssonde nodig
• voor vaste stoffen is er een minimale diëlektrische constante nodig

Voordelen van vibrerende niveauschakelaars:

• de vibronische niveauschakelaars zijn compact en eenvoudig te installeren
• er is geen onderhoud nodig
• ze worden niet beïnvloed door de vloeistofeigenschappen zoals conductiviteit, dichtheid, druk, en temperatuur
• geschikt voor toepassingen met vloeistofturbulentie, schuim, of vloeistoffen met bellen
• gecoate opties voor chemische compatibiliteit

Voordelen van vibrerende niveauschakelaars:

• intrusieve methode
• niet aanbevolen voor kleverige media met veel afzetting

Conductieve niveauschakelaars worden gebruikt voor puntniveaudetectie van vloeistoffen en zijn een kostenefficiënte methode, met name voor eenvoudige toepassingen, zoals tweepuntsniveauregeling van waterbezinkingsreservoir en andere reservoirs en beveiliging tegen het drooglopen van pompen.

Kort gezegd, een conductieve niveauschakelaar bestaat uit één massasonde en een of meer detectiesondes. Er wordt een wisselende spanning op de massasonde en op de detectiesondes gezet. Zodra de vloeistof beide sondes bedekt wordt er een elektrisch circuit gevormd.. De instrumentelektronica detecteert een elektrische stroomcirculatie in dit circuit; zo wordt het niveau gedetecteerd.

Bij metalen tanks kan de tank zelf worden gebruikt als de massasonde, in dat geval kan een enkele sondeniveauschakelaar worden gebruikt.

De wisselspanning voorkomt corrosie en elektrolytische vernietiging van de sondes. De aangelegde spanning is totaal onschadelijk en er is geen gevaar voor elektrische schokken als de sondes worden aangeraakt.

Naar de conductieve niveauschakelaars

Figuur 7 - Conductieve niveauschakelaars

Voordelen van conductieve niveauschakelaars:

• Eenvoudige en kosteneffectieve oplossing voor puntdetectie
• De sonde kan op de gewenste lengte worden ingekort, afhankelijk van het model
• Meerdere detectiepunten, afhankelijk van het model

Nadelen van conductieve niveauschakelaars:

• Werkt alleen met conductieve vloeistoffen
• Temperatuur- en drukbeperkingen

Figuur 8 - Niveauschakelaars met draaischuif

Niveauschakelaars met draaischuif zijn niveauschakelaars, ontworpen voor puntniveaudetectie van korrelige vaste stoffen, zoals granen, suiker, krijt, poeders, houtspaanders en andere. Afhankelijk van de mediumdichtheid kunnen verschillende uitvoeringen van de paddels gekozen worden.

De niveauschakelaars met draaischuif bestaat uit een elektronische motor die de paddle laat draaien, zodra de paddle bedekt begint te raken door vaste stoffen, stopt de motor, en kan de elektronica van het instrument de aanwezigheid van het niveau bepalen.

Ontdek de niveauschakelaars met draaischuif

Voordelen van niveauschakelaars met draaischuif

• Eenvoudig ontwerp en werking
• Geschikt voor verschillende korrelgroottes en -dichtheden
• Onafhankelijk van de elektrische eigenschappen van het materiaal

Nadelen aan de niveauschakelaars met draaischuif

• Alleen toepasbaar voor vaste stoffen
• De bewegende delen kunnen na verloop van tijd slijten
• Intrusieve methode

Vlotters zijn een van de eenvoudigste methoden om het niveau van vloeistoffen te meten, en zijn een zeer goedkope oplossing voor eenvoudige toepassingen, zoals bijvoorbeeld de pompregeling op waterreservoirs. Vlotterniveauschakelaars kunnen verschillende ontwerpen en werkingsprincipes hebben, afhankelijk van de fabrikant en het model, maar ze hebben allemaal een gemeenschappelijk item: een drijvend lichaam.

In een van zijn eenvoudigste versies heeft een drijvend lichaam van plastic materiaal een vrij bewegende metalen bal binnenin die sluitende en openende elektrische contacten fungeert. Wanneer er geen vloeistof is, wijst de vlotter naar beneden, wanneer er wel vloeistof is, zal de vlotter naar boven wijzen. De metalen bal volgt deze beweging, en schakelt de elektrische contacten.

Maak kennis met onze vlotterniveauschakelaars

Figure 9 - Vlotterniveauschakelaars in werking

Voordelen van vlotterniveauschakelaars:

• Kosteffectieve oplossing
• Eenvoudige installatie en inbedrijfstelling
• Basismodellen hebben geen stroomvoorziening nodig

Nadelen van de vlotterniveauschakelaars:

• Intrusieve methode
• Alleen geschikt voor vloeistoffen
• Normaal geconstrueerd met eenvoudige materialen die na verloop van tijd kunnen slijten of met sommige vloeistoffen kunnen reageren
• Niet aan te bevelen voor kleverige media met zware ophoping
• Temperatuur- en drukbeperkingen

Heeft u hulp nodig bij de keuze van een niveaumeter voor uw toepassing? Ons ingenieursteam staat klaar om u met uw verzoek te helpen:

Schrijf een e-mail naar ons

Neem telefonisch contact op

Vind hier niveaumeters van hoge kwaliteit:

Bezoek de categorie niveaumeting