Nivåmätare används för att avgöra hur hög nivån är av vätskor, slam eller bulkmaterial i tankar, silos och processlinjer. Nedan följer samma genomgång som tidigare, men helt utan matematiska formler.
Hydrostatisk tryckmätning
En trycksensor placeras i tankens botten (eller via ett dykrör). Ju högre vätskan står, desto större tryck registrerar givaren. Metoden är enkel och kostnadseffektiv, men kräver att man vet vätskans ungefärliga densitet eller kompenserar för densitetsvariationer.
Bubblarrör (luftrör)
Ett tunt rör mynnar nära botten och får ett konstant flöde av luft eller kväve. Det tryck som behövs för att trycka ut bubblor i vätskan motsvarar vätskepelaren ovanför mynningen. Ingen elektronik hamnar i mediet, vilket gör tekniken lämplig för aggressiva vätskor. Den kräver dock kontinuerlig gasförsörjning och tillsyn för att undvika igensättning.
Flottörbaserade mätare
Mekaniska flottörer
En flottör följer ytan och driver en visare eller magnetkopplad skala.
Magnetostriktiva eller reed-kedje-flottörer
En magnet i flottören påverkar sensorer i en stav, vilket ger en elektrisk utsignal. Flottörsystem är intuitiva och kan ge hög upplösning, men innehåller rörliga delar som kan beläggas eller slitas.
Kapacitiva givare
En sond och tankväggen fungerar som plattorna i en kondensator. När mediet stiger förändras den elektriska kapacitansen, vilket avkänns elektroniskt. Tekniken är kompakt och har inga rörliga delar men kräver någorlunda konstant dielektricitetsegenskap hos mediet. Kraftig beläggning kan påverka noggrannheten.
Vibrationsgaffel (tuning fork)
En liten gaffel vibrerar i fritt tillstånd. När den kommer i kontakt med vätska eller pulver dämpas vibrationerna, vilket utläses som ”nivå nådd”. Gaffeln lämpar sig för hög- eller lågnivålarm snarare än kontinuerlig mätning och är okänslig för skum och viskositet.
Ultraljud
En givare skickar höga ljudpulser mot ytan och mäter tiden tills ekot kommer tillbaka. Avståndet räknas om till nivå. Metoden är helt kontaktlös men kan störas av ånga, kraftigt skum och starkt vindbrus i utomhustillämpningar.
Radar
Fri-rum-radar (puls eller FMCW)
Mikrovågor reflekteras mot ytan och flygtiden omvandlas till nivå. Klarar tryck, temperatur, ånga och damm där ultraljud ger problem.
Styrd radar (GWR)
En ledare, rep eller stav styr ner radarpulsen i mediet. Reflektionen sker där vätskan börjar. Metoden är mindre känslig för skum och intrång i tanken än fri-rum-radar. Båda radartyperna ger hög noggrannhet och fungerar i de flesta processer men är dyrare än ultraljud.
Optiska och laserbaserade sensorer
- Reflexoptiska givare känner av om spetsen är våt eller torr och ger därmed ett larm vid en bestämd nivå.
- Lasertriangulering eller pulsad laser mäter avstånd noggrant i silos med fasta bulkvaror som pellets eller mineral. De är snabba och kontaktlösa, men kräver rent optiskt fönster.
Val av teknik – nyckelfrågor
| Viktig faktor | Vad man bör fundera på | Lämpliga tekniker (exempel) |
| Typ av medium | Är det en ren vätska, slam, pulver? | Hydrostatisk (vätska), radar (alla), vibrationsgaffel (pulverlarm) |
| Temperatur & tryck | Extremt varmt eller högt tryck? | Radar, kapacitiv stav |
| Ånga/skum | Kraftig ånga eller tjockt skum? | Styrd radar, bubblarrör |
| Noggrannhet | Behövs hög precision? | Radar, magnetostriktiv flottör |
| Hygien | Livsmedel eller läkemedel? | Kapacitiv hygiengivare, radar med slät antenn |
| Underhåll | Svåråtkomlig plats? | Kontaktlös radar eller ultraljud |
Signalgränssnitt och diagnostik
De flesta moderna nivågivare skickar en 4–20 mA-signal med digital kommunikation som HART, Profibus PA eller IO-Link. Inbyggd diagnostik kan varna för beläggning, dålig ekokvalitet, avvikande temperatur och kabelbrott, vilket gör det lättare att planera underhåll innan driftstopp uppstår.
Sammanfattning
En nivåmätare omvandlar avståndet från en referenspunkt till materialytan till en elektrisk signal. Rätt val av teknik beror på medium, processtryck, temperatur, önskad noggrannhet och budget. Hydrostatisk tryckmätning räcker ofta för rena vätskor, medan radar blivit den universella lösningen när man vill mäta kontaktlöst och med hög precision – även i tuffa miljöer med ånga, skum eller damm. Genom att matcha mätprincipens styrkor mot processens krav får man en driftsäker nivåövervakning och lägre total ägandekostnad.