یک ترانسمیتر فشار غوطه ور یا پراب سطح غوطه ور یک “سنسور فشار هیدرواستاتیک” است که به طور خاص برای اندازه گیری سطح ساخته شده است. ترانسمیتر‌های فشار غوطه ور، سنسورهای سطح با ظاهری خاص و ویژگی‌های فنی خاص هستند که حداکثر مقاومت و آب‌بندی را در برابر مایع مورد اندازه‌گیری دارند.
اساساً، ترانسمیتر‌های فشار غوطه ور یا همان سطح سنج های هیدرواستاتیک در اعماق متفاوت و ارتفاع تا چند صد متر استفاده می‌شوند. آنها برای اندازه گیری وسیع ترین طیف سیال های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و بنابراین باید حفاظت ورودی IP68 را با زمان غوطه ور شدن نامحدود در عمق اندازه گیری شونده ارائه دهند. طراحی فیزیکی یک ترانسمیتر فشار غوطه ور به طور خاص برای الزامات اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیک در کاربردهای غوطه‌وری بهینه شده است و آب‌بندی و مقاومت در برابر سیال بی‌نظیر ارائه می‌دهد.
در اصل یک ترانسمیتر فشار غوطه ور را می توان به پنج عنصر طراحی مختلف تقسیم کرد:
سلول اندازه گیری
سلول اندازه گیری یا سنسور یک ترانسمیتر فشار غوطه ور برای اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک در نقطه اندازه گیری استفاده می شود. حتی در شدیدترین شرایط، در اندازه گیری محیط های کثیف، حاوی ذرات یا الیاف، با محتویات ساینده یا لجن، سلول اندازه گیری یک پروب سطح باید از اندازه گیری دقیق و قابل استناد اطمینان حاصل کند.
حتی در کاربردهای سخت تصفیه خانه های فاضلاب، برج های هاضم و در آب شور، سلول یا سنسور اندازه گیری بالاترین قابلیت اطمینان فرآیند را تضمین می کند. بنابراین الزامات اصلی در سلول اندازه گیری، مقاومت بالا در برابر آلودگی محیط و حداکثر دوام است. بنابراین، سازندگان تخصصی این سطح سنج های هیدرواستاتیک ← ، ترانسمیتر‌های فشار غوطه ور را ارائه می‌دهند که در طراحی فیزیکی خود با انتخاب بسیار خاصی از مواد برای هر کاربرد، از عناصر اندازه‌گیری فولاد ضد زنگ گرفته تا سرامیک‌های خاص، بهینه‌سازی شده‌اند.
یکی از عوامل کلیدی در عملکرد این سنسورها طراحی آنهاست. لول ترانسمیتر هیدرواستاتیک بسته به دقت مورد نیاز و شرایط محیطی، از سلول‌های اندازه‌گیری پیزومقاومتی یا خازنی استفاده می‌کنند. در سلول‌های پیزورزیستیو، فشار با تغییر شکل دیافراگم سیلیکونی یا فولادی ضد زنگ به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود. از سوی دیگر، سنسورهای خازنی به تغییرات در ظرفیت به دلیل جابجایی دیافراگم ناشی از فشار متکی هستند.
قطعات الکترونیک
تجهیزات الکترونیکی یک ترانسمیتر فشار یا پروب سطح غوطه ور بسیار شبیه به یک سنسور فشار صنعتی استاندارد است.
در اینجا قطعات الکترونیک سیگنال فشار سلول اندازه گیری را با دقت بالا، خطاهای دمایی کم و سطوح حفاظت EMC بهینه شده به سیگنال صنعتی استاندارد تبدیل می کنند.
مهم‌ترین تفاوت در قطعات الکترونیک یک ترانسمیتر فشار غوطه ور نسبت به قطعات الکترونیک سنسور فشار صنعتی استاندارد در استفاده خاص از پروب‌های سطح در فضای باز و در نتیجه خطر برخورد صاعقه است. بنابراین، ترانسمیتر‌های فشار غوطه‌ور پیشرفته، یک حفاظت داخلی در برابر ولتاژ ارائه می‌دهند که برای به حداقل رساندن اثرات برخورد صاعقه در نزدیکی و افزایش ولتاژی که روی سنسور فشار ایجاد می‌کند، طراحی شده است.
البته برای هیچ ابزاری امکان پذیر نیست که از برخورد مستقیم صاعقه بدون هیچ آسیبی جان سالم به در ببرد، حتی با بهترین حفاظت از اضافه ولتاژ.
بدنه (هوزینگ)
نیاز کلیدی برای یک ترانسمیتر فشار غوطه ور، مقاومت و آب بندی و ضد آب بودن در برابر مایع مورد اندازه گیری است. با توجه به این الزامات، همیشه توصیه می شود که یک لول ترانسمیتر هیدرواستاتیک با کیفیت بالا، با انتخاب مواد منطبق بر سیال انتخاب کنید، ترانسمیتری که به طور خاص و منحصراً برای اندازه گیری سطح غوطه وری ساخته و آزمایش شده است.
اساساً برای جلوگیری از فرآیندهای انحلال شیمیایی و خوردگی الکتروشیمیایی باید همیشه یک ماده مناسب بدنه برای سیال اندازه گیری شونده انتخاب شود.
برای کاربرد در محیط های غیر بحرانی، انتخاب یک فولاد ضد زنگ مانند 316L توصیه می شود. با این حال، در کاربردهایی با سیال های تهاجمی، استفاده از مواد مناسب محفظه برای رسانه‌های خشن، مانند Hastelloy یا تیتانیوم، مورد نیاز است.
ورودی کابل
یکی از ضعیف ترین نقاط بسیاری از ترانسمیتر های فشار هیدرواستاتیک، اتصال کابل به بدنه است. این رابط نیاز به طراحی بهینه و مهر و موم (سیل شده) شده دارد که مقاومت بالایی را در برابر نفوذ رطوبت، تحت فشار آب اطراف با اعماق غوطه وری زیاد و اثرات سیالات تهاجمی تضمین کند.
یک ترانسمیتر فشار غوطه ور که انتظار می رود به طور قابل اعتماد و مهمتر از همه، به طور مداوم حتی در سخت ترین محیط ها کار کند، باید محصولی باشد که به طور خاص برای این کاربرد توسعه یافته باشد. آلودگی جزئی آب های زیرزمینی، خرابی پمپ یا حتی خرابی در تامین آب محلی و تصفیه فاضلاب، خطر دائمی یک محصول نامناسب است.
کابل
نوع و کیفیت کابل نشان‌دهنده تمایز بین ترانسمیتر‌های فشار غوطه‌ور خوب و بد است. کابل یک ترانسمیتر فشار غوطه ور به طور دائم در معرض اثرات مستقیم سیال و فشار هیدرواستاتیک اطراف قرار می گیرد.
با انتخاب نامناسب مواد، خطر دائمی ورود سیال به کابل از طریق فشار عرضی آب و در نتیجه خطر خرابی سنسور سطح وجود دارد. بنابراین سازندگان تخصصی انتخاب جامعی از مواد کابل را به کاربر ارائه می دهند تا بالاترین مقاومت سیال و در نتیجه قابلیت اطمینان فرآیند را برای کاربرد مورد نظر فراهم کنند.
کاربر می‌تواند بسته به تهاجمی و خشن بودن مایع اندازه‌گیری شده، از میان انتخابی از مواد کابل تست‌شده مناسب برای کاربردها، به عنوان مثال کابل PUR برای کاربردهای استاندارد و غیر بحرانی، یا کابل FEP برای مایعات تهاجمی، انتخاب کند.
آخرین اما نه کم اهمیت، خواص مکانیکی، یعنی دوام مکانیکی کابل مورد استفاده، باید در طول ساخت یک پروب سطح در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، مواد کابل باید حداکثر مقاومت در برابر فشار را، حتی در بزرگترین اعماق غوطه وری مانند چاه های عمیق یا نظارت بر آب های زیرزمینی، ارائه دهند. علاوه بر این، استحکام ویژه کابل، با توجه به بار کششی مرتبط با وزن و تأثیرات مکانیکی مستقیم با توجه به خم شدن روی لبه‌ها و سایر سایش و پارگی مرتبط، بسیار مهم می‌شود.
