วิธีการแปลงสัญญาณของเครื่องส่งสัญญาณระดับมีอะไรบ้าง?

ในขอบเขตของเครื่องมือทางอุตสาหกรรม เครื่องส่งสัญญาณระดับมีบทบาทสำคัญในการวัดระดับของเหลวหรือของแข็งในถัง ภาชนะ และภาชนะอื่นๆ ได้อย่างแม่นยำ ลักษณะสำคัญของฟังก์ชันการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณระดับคือวิธีการแปลงสัญญาณ ซึ่งจำเป็นสำหรับการแปลการวัดระดับทางกายภาพเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถอ่าน ประมวลผล และใช้งานโดยระบบควบคุมได้ ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำด้านเครื่องส่งสัญญาณระดับ เราเข้าใจอย่างลึกซึ้งถึงความสำคัญของเทคนิคการแปลงสัญญาณเหล่านี้ และผลกระทบต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบการวัดทั้งหมด

1. ทำความเข้าใจกับเครื่องส่งสัญญาณระดับและการแปลงสัญญาณ

เครื่องส่งสัญญาณระดับได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดระดับของสารภายในพื้นที่ที่กำหนด และแปลงข้อมูลนี้ให้อยู่ในรูปแบบที่ใช้งานได้มากขึ้น หลักการพื้นฐานเบื้องหลังเครื่องส่งสัญญาณระดับเกี่ยวข้องกับการตรวจจับระดับแล้วแปลงปริมาณทางกายภาพนั้นเป็นสัญญาณไฟฟ้า เช่น แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า หรือสัญญาณดิจิทัล การแปลงนี้จำเป็นเนื่องจากระบบควบคุมและอุปกรณ์ตรวจสอบส่วนใหญ่อาศัยสัญญาณไฟฟ้าในการประมวลผลและแสดงข้อมูล

เครื่องส่งสัญญาณระดับมีหลายประเภท รวมถึงอัลตราโซนิก เรดาร์ คาปาซิทีฟ และไฮโดรสแตติก แต่ละประเภทมีวิธีการวัดระดับที่แตกต่างกันออกไป แต่ทั้งหมดก็มีความต้องการการแปลงสัญญาณเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น เครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิคจะปล่อยคลื่นอัลตราโซนิคไปยังพื้นผิวของของเหลวหรือของแข็ง และวัดเวลาที่คลื่นสะท้อนกลับ การวัดเวลานี้จะถูกแปลงเป็นการวัดระดับและเพิ่มเติมเป็นสัญญาณไฟฟ้า

2. วิธีการแปลงสัญญาณทั่วไป

2.1 การแปลงสัญญาณอนาล็อก

หนึ่งในวิธีการแปลงสัญญาณที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องส่งสัญญาณระดับคือการแปลงสัญญาณแอนะล็อก ในวิธีนี้ การวัดระดับจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าต่อเนื่อง ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า สัญญาณแอนะล็อกทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรมคือสัญญาณกระแส 4 - 20 mA

สัญญาณ 4 - 20 mA มีข้อดีหลายประการ ประการแรก มีภูมิต้านทานต่อการรบกวนทางไฟฟ้า ทำให้เหมาะสำหรับการส่งสัญญาณระยะไกล ประการที่สอง สามารถใช้สัญญาณ 4 mA เพื่อระบุระดับศูนย์หรือต่ำสุดได้ ในขณะที่สัญญาณ 20 mA แสดงถึงระดับสูงสุด ช่วยให้ระบุข้อผิดพลาดได้ง่าย เนื่องจากสัญญาณที่ต่ำกว่า 4 mA หรือสูงกว่า 20 mA สามารถบ่งบอกถึงปัญหากับเครื่องส่งหรือระบบการวัด

ตัวอย่างเช่น ในเครื่องส่งสัญญาณระดับอุทกสถิต ความดันที่กระทำโดยคอลัมน์ของเหลวจะเป็นสัดส่วนกับระดับของเหลว เซ็นเซอร์ความดันในเครื่องส่งสัญญาณจะแปลงความดันนี้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อก ซึ่งจะถูกปรับสภาพและแปลงเป็นสัญญาณกระแส 4 - 20 mA สัญญาณนี้สามารถส่งไปยังห้องควบคุมหรือระบบเก็บข้อมูลเพื่อการประมวลผลและการตรวจสอบเพิ่มเติม

2.2 การแปลงสัญญาณดิจิตอล

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การแปลงสัญญาณดิจิทัลจึงได้รับความนิยมมากขึ้นในเครื่องส่งสัญญาณระดับ สัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณไบนารีแบบแยกซึ่งมีข้อดีมากกว่าสัญญาณอะนาล็อกหลายประการ มีความแม่นยำมากกว่า เสี่ยงต่อสัญญาณรบกวนน้อยกว่า และสามารถรับข้อมูลได้มากกว่า

โปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลทั่วไปอย่างหนึ่งที่ใช้ในเครื่องส่งสัญญาณระดับคือ HART (Highway Addressable Remote Transducer) HART ผสมผสานการสื่อสารแบบอะนาล็อกและดิจิทัล ทำให้สามารถใช้สัญญาณอะนาล็อก 4 - 20 mA สำหรับการวัดระดับพื้นฐาน ในขณะที่สัญญาณดิจิทัลสามารถใช้เพื่อส่งข้อมูลเพิ่มเติม เช่น ข้อมูลการวินิจฉัย พารามิเตอร์การสอบเทียบ และการตั้งค่าการกำหนดค่า

โปรโตคอลดิจิทัลยอดนิยมอีกตัวหนึ่งคือ Modbus Modbus เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมที่ช่วยให้อุปกรณ์หลายเครื่องสามารถสื่อสารผ่านเครือข่ายเดียวได้ เครื่องส่งสัญญาณระดับที่มีเอาต์พุต Modbus สามารถรวมเข้ากับระบบควบคุมอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ช่วยให้สามารถตรวจสอบและควบคุมจากส่วนกลางได้

ยกตัวอย่างของเราSP38M UART เซนเซอร์หลายตัวแปรเอาต์พุตใช้เทคนิคการแปลงสัญญาณดิจิทัลเพื่อให้การวัดระดับที่แม่นยำและเชื่อถือได้ สามารถส่งออกข้อมูลในรูปแบบดิจิทัล ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับระบบควบคุมและแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์ต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย

2.3 การแปลงสัญญาณความถี่

ในเครื่องส่งสัญญาณบางระดับ จะใช้การแปลงสัญญาณความถี่ การวัดระดับจะถูกแปลงเป็นสัญญาณความถี่ โดยที่ความถี่ของสัญญาณจะเป็นสัดส่วนกับระดับ สัญญาณความถี่มักใช้ในการใช้งานที่จำเป็นต้องส่งสัญญาณการวัดในระยะไกลหรือเมื่อต้องใช้การวัดที่มีความละเอียดสูง

ตัวอย่างเช่น ในเครื่องส่งสัญญาณระดับ capacitive บางตัว การเปลี่ยนแปลงความจุเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงระดับจะถูกแปลงเป็นสัญญาณความถี่ สัญญาณความถี่นี้สามารถถูกส่งไปยังเครื่องรับ จากนั้นสัญญาณจะถูกแปลงกลับเป็นการวัดระดับ

3. องค์ประกอบและการพิจารณาการแปลงสัญญาณ

3.1 ตัวแปลงสัญญาณ

ในการแปลงสัญญาณ โดยทั่วไปเครื่องส่งสัญญาณระดับจะใช้ตัวแปลงสัญญาณ ตัวแปลงเหล่านี้สามารถรวมเข้ากับเครื่องส่งสัญญาณหรือเป็นอุปกรณ์ภายนอกได้ ตัวแปลงสัญญาณได้รับการออกแบบมาเพื่อขยาย กรอง และแปลงสัญญาณเซ็นเซอร์ดิบให้เป็นสัญญาณเอาท์พุตที่ต้องการในเชิงเส้นตรง

ตัวอย่างเช่น ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นแอนะล็อกสามารถใช้เพื่อแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำจากเซ็นเซอร์ให้เป็นสัญญาณกระแส 4 - 20 mA ตัวแปลงดิจิทัลเป็นแอนะล็อก (DAC) และตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) ใช้ในการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลเพื่อแปลงระหว่างสัญญาณดิจิทัลและแอนะล็อก

3.2 การสอบเทียบ

การแปลงสัญญาณที่แม่นยำต้องมีการสอบเทียบเครื่องส่งสัญญาณระดับอย่างเหมาะสม การสอบเทียบช่วยให้แน่ใจว่าสัญญาณเอาท์พุตเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการวัดระดับจริง เครื่องส่งสัญญาณระดับส่วนใหญ่สามารถปรับเทียบได้ทั้งในภาคสนามหรือในห้องปฏิบัติการ ในระหว่างการสอบเทียบ ระดับที่ทราบจะถูกนำไปใช้กับเครื่องส่งสัญญาณ และสัญญาณเอาท์พุตจะถูกปรับตามนั้น

3.3 ความเข้ากันได้

เมื่อเลือกเครื่องส่งสัญญาณระดับ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาความเข้ากันได้ของวิธีการแปลงสัญญาณกับระบบควบคุมและอุปกรณ์ตรวจสอบที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่น หากระบบควบคุมยอมรับเฉพาะสัญญาณ 4 - 20 mA ก็ควรเลือกเครื่องส่งสัญญาณระดับที่มีเอาต์พุต 4 - 20 mA ในทำนองเดียวกัน หากระบบใช้โปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลเฉพาะ เช่น Modbus เครื่องส่งควรจะเข้ากันได้กับโปรโตคอลนั้น

4. ผลิตภัณฑ์ของเราและความสามารถในการแปลงสัญญาณ

ในฐานะซัพพลายเออร์เครื่องส่งสัญญาณระดับที่มีชื่อเสียง เรามีผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายพร้อมความสามารถในการแปลงสัญญาณขั้นสูง

ของเราเครื่องมือแสดงผลภาคสนาม LCD11เป็นอุปกรณ์อเนกประสงค์ที่สามารถใช้งานร่วมกับเครื่องส่งสัญญาณระดับต่างๆ สามารถรับสัญญาณประเภทต่างๆ ได้ รวมถึงอนาล็อกและดิจิตอล และแสดงการวัดระดับด้วยภาพที่ชัดเจน เครื่องมือนี้ยังรองรับการแปลงสัญญาณและสามารถกำหนดค่าให้เอาต์พุตรูปแบบสัญญาณที่ต้องการได้ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย

ที่SMP131 - TSD - S เครื่องส่งสัญญาณความดันเกจเป็นอีกหนึ่งผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงของเรา ใช้เทคนิคการแปลงสัญญาณขั้นสูงในการแปลงการวัดความดันซึ่งสัมพันธ์กับระดับของเหลวให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่แม่นยำ รองรับตัวเลือกเอาต์พุตทั้งแบบอะนาล็อกและดิจิตอล ซึ่งให้ความยืดหยุ่นสำหรับความต้องการของระบบที่แตกต่างกัน

5. ติดต่อเราเพื่อจัดซื้อจัดจ้าง

หากคุณอยู่ในตลาดเครื่องส่งสัญญาณระดับที่เชื่อถือได้พร้อมวิธีแปลงสัญญาณที่มีประสิทธิภาพ เราพร้อมให้ความช่วยเหลือ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเรามีความรู้และประสบการณ์อย่างกว้างขวางในด้านการวัดระดับและการแปลงสัญญาณ เราสามารถจัดหาโซลูชันที่ปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการใช้งานเฉพาะของคุณได้

ไม่ว่าคุณจะต้องการเครื่องส่งสัญญาณระดับสำหรับโครงการขนาดเล็กหรือการติดตั้งทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เรามีผลิตภัณฑ์และความเชี่ยวชาญที่เหมาะสมที่จะตอบสนองความต้องการของคุณ ติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดในการจัดซื้อของคุณและดำเนินการขั้นตอนแรกในการปรับปรุงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของระบบการวัดระดับของคุณ

อ้างอิง

• เบ็ควิธ, ทีจี, บั๊ก, NL และมารังโกนี, RD (2007) การวัดทางกล แอดดิสัน - เวสลีย์
• โดบีลิน EO และคนเลี้ยงแกะ DL (2011) ระบบการวัด: การใช้งานและการออกแบบ ไวลีย์.
• ฟราเดน เจ. (2016) คู่มือเซนเซอร์สมัยใหม่: ฟิสิกส์ การออกแบบ และการประยุกต์ สปริงเกอร์.