مقدمة من المعروف أن المستشعرات تقوم بتحويل كمية مادية إلى كمية كهربائية ، في هذا التقرير سنهتم بجهاز استشعار يكتشف مستوى محلول مائي موصل في الخزان ويحوله إلى إشارة إلكترونية ؛ سيتم عرض هذه الإشارة مباشرة في الموقع أو دمجها في نظام التحكم أو التحكم في العملية ، مع العلم أن أمر التبديل يمكن أن يبدأ أو يتوقف عن ملء أجهزة مثل الحزام الناقل أو المضخات.بشكل عام ، يتم الكشف عن المستوى بواسطة عدة طرق (امتصاص الهيدروستاتي ، الصوتي ، امتصاص أشعة جاما ، الكهربائية ... إلخ). لنا هي واحدة من تلك الكهربائية ، وهذه هي الأساليب التي تستخدم أجهزة استشعار محددة ، وهذا يعني ، ترجمة مباشرة المستوى إلى إشارة كهربائية. تكمن اهتماماتهم في بساطة الأجهزة وسهولة تنفيذها.في تطوير هذا الموضوع ، سنبدأ بشرح توصيل المحلول المائي ؛ وسنرى لاحقًا تفسيرًا نظريًا لجانب تشغيل المستشعر ومزاياه وعيوبه ومكوناته ومكوناته
إجراءات التنفيذ.
1-الكشف الكهربائي عن محلول مائي.
1.1. كشف :
من وجهة نظر كهربائية ، من الممكن اكتشاف وجود محلول مائي بفضل خواصه الكيميائية:
"المحلول المائي" هو الماء الذي يحتوي على مادة مذابة أو أكثر.
الماء النقي (المقطر) هو عمليا غير موصل للتيار الكهربائي.
يجب أن تحتوي المحاليل المائية على أيونات (جسيمات مشحونة) لتكون موصلة. الحلول التي تحتوي على جزيئات فقط ليست موصلة.
في المحاليل المائية ، يكون التيار الكهربائي بسبب الإزاحة الأيونية.
تتحرك الأيونات الموجبة في اتجاه التيار (نحو الطرفي) والأيونات السالبة في الاتجاه المعاكس (باتجاه الطرف +).
في محلول مائي أيوني ، تتحرك أيونات الشحنة الكهربائية الموجبة نحو قطب الشحنة الكهربائية سالبة (الكاثود) ، وتتحرك الأيونات السالبة في الاتجاه المعاكس (نحو الطرف الموجب: الأنود).
هذه هي الحركة ثنائية الاتجاه التي تشكل التيار الكهربائي في السائل.
1.2. تركيز الموصلية
تعتمد الموصلية الكهربائية بشكل كبير على عدد الإلكترونات المتاحة للمشاركة في عملية التوصيل.
تعرف الموصلية على أنها نسبة الكثافة الحالية (J) إلى شدة المجال
كهربائي e) 𝑆 =𝐽/𝑒)
محلول كلوريد الصوديوم
معظم المعادن عبارة عن موصلات جيدة للغاية للكهرباء بسبب العدد الكبير من الإلكترونات المجانية التي يمكن أن تكون متحمسة في طبقة طاقة فارغة ومتاحة.
في الماء والمواد الأيونية والسائلة ، بما أن التيار الكهربائي يحمله أيونات الحل ، فإن الموصلية تزداد كلما زاد تركيز أيون.
لذلك ، نظرًا لأن التوصيلية للمحاليل المائية منخفضة عمومًا ، فسنتخذ ترانزستورًا حساسًا لهذه الموصلية حتى لو كانت ضعيفة ؛ وقع اختيارنا على الترانزستور BC548 الذي ترد خصائصه في الملحق.
في الفصل التالي نناقش المناسب المناسب لتحقيق أ
استشعار مستوى فعال.
2- الجانب الوظيفي
2.1. مبدأ أساسي
يمثل الرسم البياني أدناه الفكرة الأساسية لمبدأ الكشف عن المستوى.
إذا كان المفتاح SW1 مغلقًا ، فإن مصباح LED مضاء ، على العكس من ذلك ، إذا كان مفتوحًا ، فإن الترانزستور في حالة إيقاف التشغيل ، فسيتم إيقاف تشغيل مؤشر LED بسبب عدم وجود IC الحالي.
2.2. مبدأ عالمي
يكون للمسبار (قطب كهربائي مفرد من المحور الرأسي معزول عن كتلة الخزان) طرفه السفلي مغمور دائمًا في السائل.
عندما يرتفع المستوى ، يتلامس هذا السائل مع نهاية المجس الثاني الموجود فوق الدائرة الكهربائية يتم إغلاقها ، تيار تحت الجهد المنخفض للغاية يمر بين اثنين الأقطاب الكهربائية. يتغير هذا التباين في مقاومة الوسط من حالة العزل إلى (الغاز أو البخار) في الحالة موصل (السائل) ينتج تباين الجهد الكشف عنها بواسطة الدائرة الإلكترونية (الشكل 2) الذي تغيير حالة جهة اتصال أو إشارة خرج (تذكر أنه يمكننا استخدام إشارة الإخراج هذه لأغراض عديدة).
من السهل وضع العديد من اكتشافات المستوى (منخفضة جدًا ، منخفضة ، مرتفعة ، عالية جدًا ...) باستخدام عدة مجسات (أقطاب) بأطوال مختلفة.
في بعض الأحيان ، يجب دائمًا غمر أطول قطب كهربائي تنتهي نهايته في السائل بواسطة كتلة الخزان إذا كانت معدنية.
يمكن أيضًا تركيب القطب أفقياً إذا كان هناك النقر الجانبي على الخزان.
يستخدم الجهد المنخفض الحالي لتجنب خطر الصعق بالكهرباء (المارة في كائن حي تفريغ كهربائي) وتحت شدة منخفضة بحيث لا يوجد التحليل الكهربائي (التحلل الكيميائي لهيئات مركبة معينة في ذوبان أو في محلول تم الحصول عليها عن طريق مرور تيار كهربائي) من السائل الذي يقاس المستوى.
2.3. الدائرة
2.4. فوائد
بساطة
تكلفة أقل
الاستقلال فيما يتعلق بالخصائص الفيزيائية للمنتج (خاصة الكثافة)
الكاشفات هي عمومًا أنظمة تكلف أقل من أجهزة القياس المستمرة ولكن الموثوقة لأن سلامة الأفراد والمنشآت تعتمد عليها غالبًا.
2.5. عيوب
مناسبة فقط للسوائل وشريطة أن تكون حثيّة (ماء ، حمض ، محاليل).
تآكل قليلاً (وإلا ، قم باستبدال الأقطاب بشكل دوري ، وتكلفتها منخفضة).
قليل من الجزيئات المشحونة من المرجح أن يستقر.
تحتوي المياه النقية أو السكر أو الزيت على جزيئات: فهي ليست محاليل موصلة.
3 – انشاء الدائرة
قبل الشروع في تحقيق الدائرة في الممارسة العملية ، يحاكي المرء تشغيل هذه الدائرة عن طريق برنامج محاكاة للتحقق من صلاحية التجميع وتجنب أي خطر لتلف مكون أو الدائرة بأكملها.
