Nivåregulatorer

Nivåregulatorer är system som reglerar nivån av vätska i en behållare eller i en del av en process. Syftet är att hålla nivån inom angivna gränser trots störningar som variationer i inflöde, pumpar och ventiler samt förändringar i avdunstning eller belastning. Nivåreglering används inom processindustrin, vattenförsörjning, kemisk industri och livsmedelsproduktion för att säkra säker drift och konsekventa produkter.

Regleringsbasen bygger vanligtvis på en återkopplingsslinga där en sensorsignal mäter aktuell nivå och matas till en reglerenhet som bestämmer hur mycket inflöde eller utlopp som ska tillåtas. Vanliga styrstrategier inkluderar on/off-reglering med hysteresis, där regleringen växlar mellan helt öppen och helt stängd; proportionalreglering (P); och PI- eller PID-reglering som kombinerar proportionalitet med integrering (och ibland derivering) för bättre stabilitet och snabbare återhämtning. Vid större eller mer kravfyllda system används ofta kaskadreglering eller feedforward för att hantera fördröjningar och störningar.

Sensorer som används för att mäta vätskenivå inkluderar float-sensorer eller floatswitchar, hydrostatiska trycksensorer samt ultraljuds- eller radarbaserade nivåsensorer. Aktuatorer styrs vanligtvis av ventiler som reglerar inflöde eller utlopp, eller av pumpar som påverkar volymflödet. Nivåreglering kräver robust mätning och hänsyn till driftstörningar som beläggningar, avdunstning eller rörproblem.

Typiska tillämpningar finns i processindustrin, vattenbehandling, olje- och gasindustrin samt livsmedels- och dryckestillverkning. Designen måste balansera snabb respons, stabilitet, driftsäkerhet och kostnader samt hantera fördröjningar och mättnad i sensorer och aktuatorer.