Seviye kontrol sistemleri Seviye ölçüm uygulamalarında öncelikli olarak yapılması gereken, Sensörün ölçüm noktası tek bir noktada mı yoksa sürekli olarak mı veya her iki şekilde birden mi seviyeyi ölçüp kontrol etmek istendiğinin belirlenmesidir. Var olan çok çeşitli ölçüm metodları arasından, uygulama için en uygun olanını belirlemek en kritik noktadırki, buna uygun sensör seçilmelidir. seviye sensörleri ölçüm noktalarına göre, iki ana kategoriye ayrılabilir. 1-) Noktasal seviye kontrolünde kullanılan seviye şalterleri 2-) Sürekli seviye kontrolünde kullanılan seviye sensörleri 1-) Noktasal seviye kontrolünde kullanılan seviye şalterleri: (ON/OFF Kontrol için kullanılan Seviye Sensörleri) Seviye şalterleri genellikle temaslı cihazlardır ve tankın içerisindeki seviyesi ölçülecek malzemenin belirli bir noktadaki varlığının veya yokluğunun belirlenmesi için kullanılır. Nereye monte edildiklerine bağlı olarak, kabın, tankın, deponun dolu, boş veya aradaki bir seviyede olduğunun sinyalini verirler. Bu tip seviye şalterlerinin bazıları,iletkenlik probları,tekli veya çoklu şamandıralı seviye şalterleri, ultrasonik şalterler, kuru ve katı malzemeler için pedallı seviye şalterleri, kapasitif problar,, hem sıvı hem katı malzemelerde kullanılan titreşim problarıdır. 2-) Sürekli seviye kontrolünde kullanılan seviye sensörleri (PID Sürekli Kontrol Sistemleri için kullanılan Seviye Sensörleri) Dokunmalı veya Uzaktan algılayan cihazlardırdır. Dokunmalı sensörlerde,içerisinde, yük hücreleri (load-cell), hidro-statik basınç sensörleri, kapasite probları, rölelerin çekilip bırakılması prensibi ile çalışan elektro-mekanik cihazlar, radar ve magnetostrictive prensibi ile çalışan cihazlar bulunur. Temassız sürekli seviye sensörleri ise ultrasonik, açık hava radarları, lazerli veya nükleer seviye sensörlerini içermektedir. İletkenlik elektrot tipi sıvı seviye kontrol sistemleri İletkenlik tip seviye şalterleri, temel olarak, düşük voltaj kaynağı ile (genellikle < 20 V) elektrik akımını iletebilen malzemelerin iletkenliği üzerine kurulmuştur. 2, 3 veya daha fazla elektrottan oluşan seviye şalteri, algılanacak sıvı seviyesine yerleştirilir. Sıvı elektrotlara ulaştığında elektrotlar ile temas eder ve elektrotlar arasındaki elektrik devresi kapanmış olur. Bu sayede Anahtar(switch) çıkış sinyali elde edilir. Bu tip
seviye sensörleri noktasal seviye kontrolünde kullanılır. İletken sıvının ara yüzeyinin seviyesinin tespitinde de kullanılabilir. Elektrot: (metalik çubuk veya tüp) İletken sıvı : Su,asit, kanalizasyon suyu ve diğer iletken sıvılar (Saf su iletken değildir.) Elektrotların sıvı içindeki konumlandırılmaları, ihtiyaca göre belirlenir. Elektrotlar sıvı özelliğine göre farklı nitelik ve tiplerde olabilir Kullanma Alanları: Sıvı Seviye Rölesi endüstri tesislerinde, depo ve tanklarda, artezyen kuyularında, otomatik doldurma ve boşaltma işlerinde kullanılır.
Kapasitif Seviye Sensörü ve Ölçümü : Kapasitif sistemleri Sıvının iletken olmadığı durumlarda (yağ ürünleri veya yapışkan taneli akan yalıtkan tozlar veya materyaller ) Seviyesi ölçülecek sıvıların iletkenlik özelliği söz konusu değilse sıvıların iletkenliğinden faydalanılarak ölçüm yapmak mümkün olmaz. Bunun yerine sıvının dielektrik sabitesinden yararlanılarak kapasitif tip sensörler oluşturulur. (iletken olmayan sıvılar elektrotlar arasında bir kondansatör görevi görür. sıvının dielektriğine bağlı olarak kondansatörün kat sayısı C değişir.) Eğer bir veya daha çok çift elektrot bir sıvıya batılırsa, dielektrik sıvı seviyesindeki artma veya azalmalara bağlı olarak çeşitlilik gösterir ve bu elektrot çiftleri arasında kapasitans farkı oluşturur. Bu prensip ile hem sürekli seviye hem nokta seviye algılanması yapılır. Eğer birden fazla çift elektrot kullanıldıysa algılayıcı element alternatif tüplü iki ya da dört koaksiyel tüp ile beraber çalıştırılabilir Çoğunlukla bir kolu seviye algılamayı yapan bir element ile oluşturulan dört kollu AC köprü network kullanılır.
Hidrostatik Basınç tip seviye sistemleri Bunlar bir basınç sensöründen oluşmaktadır Basınç İle Seviye Ölçümü Hidrostatik Basınç Sıvı seviyesinin sürekli ölçümünde en eski ve sık kullanılan yöntemlerden biri de tankın içerisindeki sıvının tabana uyguladığı hidrostatik basıncın ölçümüdür. Tankın alt yüzeyinde bulunan sensör, hidrostatik basıncı sıvı seviyesi ile orantılı bir akım sinyaline çevirir. İçerisinde silikon yağı ve metal veya seramik diyafram ihtiva eden yarı iletken transduser, hassasiyet ve sürekliliği arttırmak için kullanılır. Daldırma tip (submersible) seviye transmitterlerinde atmosferik basınç ile kompanzasyonun sağlanması amacıyla, hidrostatik basınç transmitteri kablosu içerisinde bir de hava tüpü bulunur. Hidrostatik basınç, sıvı sütununun yüksekliği ve sıvının özgül ağırlığının çarpımıdır. Sıvı seviveyi çoğunlukla uzunluk boyutuyla, sıvı yüzeyinin her hangi bir referans noktasına göre yüksekliği olarak verilir. Sıvı seviye ölçümleri ile ilgili hesaplar rahatlıkla bir mikroçip tarafından yapılabilir.
Tekli veya çoklu şamandıralı seviye şalterleri Magnetik tip şamandıra ve Mekanizmalı şamandıra tip seviye sensörleri: Sıvı seviyesine göre paslanmaz çelik tüp boyunca hareket eden mıknatıslı şamandıra ve tüp içerisine yerleştirilerek oluşur. Şamandıra, reed (kaval veya Boru tip)röleye yaklaştığında, içerisindeki mıknatısın manyetik kuvveti ile reed röle açılır veya kapanır. Reed rölelerin sıralı dizilmesiyle, sürekli seviye ölçümü de yapılabilir. Tankın
yanından, üstünden kolaylıkla monte edilmesi ve herhangi bir kalibrasyon gerektirmemesi ve ekonomikliği sayesinde, kullanıcıya kolaylıklar sağladığından en çok tercih edilen seviye ölçüm metotlarından biridir. Ancak, sıvı viskozitesinin yüksek olduğu durumlarda temassız ölçüm yöntemlerine göre zayıf kaldığı bir gerçektir. Şamandıra tip seviye kontrol sistemi sistemleri Mekanizmalı şamandıralı seviye sensçrleri:
Bubbler(Baloncuk) tip hidrostatik Seviye sensörü Basınç yöntemi ile temelde aynıdır. Basınç transmitterinin proses ile temasının istenmediği durumlarda kullanılır. Boruya verilen P hava basıncı nedeniyle borunun alt ucundan hava kabarcıkları yüzeye çıkar. Hava basıncı, sıvı hidrostatik basıncından küçük veya eşit ise kabarcıklanma durur. Bu noktada hava basıncı hidrostatik basınca eşittir. Bubbler (baloncuk) hidrostatik tip seviye sistemi sistemleri Bazı sıvılar karakteri gereği (asit gibi) elektrot çubuk veya kapasitif tip kullanılamaz, bunuların yerine Bubbler veya dokunması tehlikeli olan sıvılar ise Ultrasonik tip seviye sensörleri kullanılır.
Ultrasonik sistemler Ultrasonik Ultrasonik seviye sensörleri, seviyenin tespit edilmesinde ses dalgalarını kullanır. Tankın üstüne yerleştirilen transduser içerisindeki piezoelektrik kristal, elektriksek sinyalleri belirli bir frekans ve sabit hızla ortam içerisinde dalgasal olarak hareket eden ses enerjisine dönüştürür. Ses dalgaları yayılır ve eko olarak transdusera geri döner. Cihaz, basitçe dalganın yayılamaya başlamasıyla, yüzeyden yansıyarak geri dönmesi arasında geçen süreyi ölçer. Bu süre, transduser ile seviyesi ölçülmek istenen malzemenin yüzeyi arasındaki uzaklıkla doğru orantılıdır ve malzemenin seviyesinin ölçülmesi için kullanılabilir. Ultrasonik seviye şalterleri, özellikle düşük viskoziteli sıvıların noktasal seviye ölçümlerinde alternatif bir yöntemdir. Şalterin bir yanında bulunan çevirici kristal ile diğer taraftaki alıcı kristal arasında malzeme olup olmadığını ses dalgalarının iletimi yöntemiyle algılar. Ölçüm Teknolojisi Avantajları Dezavantajları Ultrasonik Oynar parça yok, gözyaşı yok Temassız ölçüm teknolojisi Kolay kalibrasyon Toza, ağır buhara, yüzey türbülanslarına ve köpüğe duyarlı Vakumda veya yüksek basınçta çalışmaz Malzemenin yansıtma yeteneği iyi olmalı Pozisyona diğer sistemlerden daha duyarlı Malzemenin buharından, köpüğünden, vs etkilenebilir Sınırlı basınç ve sıcaklık Ölçüm Teknolojisi Avantajları Dezavantajları Hidrostatik Montaj kolaylığı Blokaj valfleri kullanılarak prosesten izole edilebilir Kullanıcı dostu Basınç standartlarına göre kolaylıkla kalibre edilebilir Sıvı yoğunluğunun değişmesi hassasiyeti etkiler Valfler ve borular montaj maliyetini arttırabilir.
Ciddi enstrüman maliyeti tasarrufu Kapasitif Yüksek basınç ve sıcaklık altında sorunsuz çalışır. Çok yönlü kullanım Her türlü malzeme ile çalışma imkanı On-Off veya sürekli ölçüm imkanı Genellikle pahalı olmayan bir yöntem İçerden ölçüm zorunluluğu Dielektrik sabitlerinin değişimi nedeniyle hatalı ölçüm ihtimali Uygulamaya duyarlı Granül ölçümlerinde bir çok faktörün göz önünde bulundurulması gerekir. İletkenlik Ucuz Sadece iletken sıvılarda kullanılabilir. Sürekli seviye ölçümlerinde kullanılamaz Elektrotlardaki yalıtım malzemeleri zamanla sorun çıkarabilir. Şamandıra Çok çeşitli yoğunluklardaki sıvılara adapte edilebilir Ekstrem proses şartlarında kullanılabilir Limitsiz tank yüksekliği Uzaktan okuma yoksa oldukça hesaplı Malzemenin partiküllerinden zedelenme tehlikesi Hareketli parçalar sıvı içerisinde Limitli basınç dayanımları Türbülanslı sıvılarda çok iyi değil Granüller için uygun değil Yüksek bakım gerektirir