هنگامی‌که مایعات به هم زده یا با گازها مخلوط می‌شوند، ایجاد کف اجتناب‌ناپذیر است. به همین دلیل است که شامپوی ما کف غلیظی ایجاد می‌کند و نوشیدنی‌های گازدار مورد علاقه ما آن کف‌های دلپذیر را روی نوشیدنی‌مان می‌نشاند. با این حال، برای ابزار دقیق فرآیند و اندازه‌گیری سطح، آن حباب‌های رضایت‌بخش چالش‌های واقعی ایجاد می‌کنند، این موجب شده که مهندسان فرآیند در تلاش برای به دست آوردن یک سطح مایع دقیق با ایجاد حباب، احساس ناخوشایند و ناامیدی کنند.
این مشکل کف مانند محدود به صنایع شیمیایی یا مواد غذایی و نوشیدنی مانند نمونه‌های ذکر شده در بالا نمی‌شود. فوم بر فرآیندهای تمام صنایع استفاده‌کننده از مایعات، تاثیر می‌گذارد. برای غلبه بر این چالش‌ها، چندین رویکرد بهتر برای به دست آوردن اندازه‌گیری دقیق و پیوسته از سطح درون یک مخزن یا مجرا وجود دارد.
دو فناوری اصلی برای نادیده گرفتن هر گونه حباب و انجام اندازه‌گیری دقیق و پیوسته از سطح، بالاتر از بقیه هستند: رادار موج هدایت‌شده و فشار (پرشر ترانسمیتر). این مقاله به مقایسه و تقابل این فناوری‌ها، توانایی آن‌ها در ارائه نتایج قابل اعتماد، و ارائه مثال‌هایی در زمانی که هر یک از فناوری‌ها بر دیگری ترجیح داده می‌شود، می‌پردازد.
هنگامی که موضوع به حباب می‌پردازد، رادار موج هدایت‌شونده معمولا گزینه اول است. به این دلیل که این فناوری سابقه طولانی و موفقیت‌آمیزی در اندازه‌گیری دقیق سطح مایع در صورت وجود هر مقدار فوم، صرف نظر از فشار ظرف یا دما یا چگالی محصول دارد.
رادارهای موج هدایت‌شونده از کابل، میله یا نوع دیگری از خط انتقال که در ماده قرار می‌گیرد برای اندازه‌گیری استفاده می‌کنند. پس از نصب، یک پالس مایکروویو با دامنه کم و فرکانس بالا در امتداد آن خط ارسال می‌شود و دستگاه قادر است فاصله را با اندازه‌گیری زمان لازم برای رسیدن پالس به سطح مایع محاسبه کند. این سیگنال قادر است به راحتی از طریق هر حبابی که روی سطح مایع وجود دارد حرکت کند، زیرا دستگاه، تنها حباب را به عنوان حجم هوای اضافی مشاهده می‌کند.
هنگامی‌که مایعات حباب تولید می‌کنند، بسیاری از اوقات به دلیل هم زدن یا گرم شدن محصول است و این کار معمولا با میکسرها یا کویل‌های حرارتی داخل ظرف انجام می‌شود. از آن‌جایی که رادار موج هدایت‌شونده باید در محصولی که اندازه‌گیری می‌کند غوطه‌ور شود، موانعی مانند این می‌توانند از نصب یا استفاده از ابزار موج هدایت‌شونده جلوگیری کنند. این زمانی است که موضوع از رادار موج هدایت‌شونده دور می‌شود و به بهترین گزینه اندازه‌گیری بعدی می‌پردازد.
پرشر ترانسمیتر یکی دیگر از گزینه‌های عالی برای اندازه‌گیری سطح در صورت وجود حباب می‌باشد. فشار هیدرواستاتیک می‌تواند اندازه‌گیری دقیق و قابل اعتمادی از مایع درون یک مخزن یا مجرا فراهم کند و به حباب‌ها بی‌توجه باشد. پرشر ترانسمیتر در نزدیکی پایین‌ترین نقطه مخزن نصب می‌شود و سلول اندازه‌گیری دستگاه با مایع تماس دارد. با استفاده از جرم مایع ثابت بالای آن و چگالی شناخته شده مایع، پرشر ترانسمیتر قادر به محاسبه سطح دقیق است.
پرشر ترانسمیتر می‌تواند با وجود فوم، سطح دقیقی را اندازه‌گیری کند، زیرا فوم عمدتا از گاز تشکیل شده است و تاثیر کمی بر اندازه‌گیری فشار هیدرواستاتیکی ندارد. همچنین، تنها تماس با مایع در یک نقطه کوچک در نزدیکی ته ظرف است، بنابراین میکسرها و کویل‌های حرارتی نیز در اندازه‌گیری اختلال ایجاد نمی‌کنند. با این حال، استفاده از فشار برای اندازه‌گیری در داخل یک ظرف فوم‌دار می‌تواند معایبی داشته باشد.
پرشر ترانسمیتر هیدرواستاتیک زمانی بهترین عملکرد را دارد که مایع مورد اندازه‌گیری چگالی ثابتی داشته باشد. اگر چگالی به دلیل دما یا ترکیب، تغییر کند، با ثابت ماندن سطح واقعی، نوسان قابل مقایسه‌ای در خروجی سطح وجود خواهد داشت. خوشبختانه، می‌توان با استفاده از دو پرشر ترانسمیتر بر این شکست جزیی غلبه کرد.
فشار دیفرانسیل از دو پرشر ترانسمیتر برای اندازه‌گیری سطح استفاده می‌کند. در نتیجه هنگامی‌که یک سیال در یک مخزن یا مجرای بدون فشار، دارای چگالی در حال تغییر است، پرشر ترانسمیتر فشار دیفرانسیل را به روشی کمی متفاوت استفاده می‌کند. به این، سطح جبران‌شده چگالی می‌گویند. در این کاربرد، دو پرشر ترانسمیتر مستقل در سطوح مختلف، در یک سیال غوطه‌ور می‌شوند و چگالی بر اساس تغییر فشار دیفرانسیل محاسبه می‌شود. این مقدار چگالی با کمترین فشار خروجی سنسور برای تعیین سطح کلی استفاده می‌شود. فشار دیفرانسیل الکترونیکی برای این نوع سناریوها ارائه می‌شود، به این معنی که برای نصب آب‌بند از راه دور نیازی به کپیلاری نیست و سطح دقیق، مستقل از تغییرات چگالی باقی می‌ماند.
اگر اپراتورها فقط باید بدانند که یک مجرا یا مخزن چه زمانی به نقطه خاصی می رسد، در این صورت یک سوییچ سطح نقطه‌ای گزینه مناسب دیگری است. با این حال، همه فناوری‌های سوییچینگ یکسان عمل نمی‌کنند. وقتی نوبت به اکثر مایعات می‌رسد، ارتعاش و خازن دو تا از رایج‌ترین فناوری‌های سوییچینگ هستند و هر کدام بسته به آنچه برای برنامه مورد نیاز است، می‌توانند اطلاعات متفاوتی را به اپراتور بگویند.
سوییچ‌های ارتعاشی ابزارهای تماسی هستند که در فرکانس خاصی ارتعاش می‌کنند. هنگامی‌که یک مایع با سوییچ تماس پیدا می‌کند، فرکانس تغییر می‌کند که خروجی را فعال می‌کند. از آن‌جایی که فوم بیشتر از هوا تشکیل شده است، یک سوییچ لرزش تا زمانی که با مایع زیر فوم تماس پیدا نکند، فعال نمی‌شود.
از سوی دیگر، سوییچ‌های خازنی، توانایی مایع را برای نگه داشتن بار الکتریکی اندازه‌گیری می‌کنند و این سوییچ‌ها به دنبال تغییرات پله‌ای در خازن ایستاده هستند. به همین دلیل است که این سنسورها را می‌توان برای تشخیص سطح کف نشسته در بالای مایع کالیبره کرد. این عملکرد می‌تواند به ویژه در برنامه‌هایی که پوشش فوم نگران‌کننده است، مفید باشد.
اغلب اوقات، اپراتورها می خواهند بدانند چه مقدار مایع یا سیال در مخزن یا مجرای آن‌ها وجود دارد در حالی که محصول جانبی فوم بالای آن را نادیده می‌گیرند. به دست آوردن یک سطح مایع دقیق از طریق فوم می‌تواند یک چالش در صنایع و برنامه‌های کاربردی باشد. خوشبختانه، فناوری‌هایی مانند رادار موج هدایت‌شونده و فشار (پرشر ترانسمیتر) وجود دارد که فوم را نادیده می‌گیرند و به‌طور دقیق به اپراتورها اطلاع می‌دهند که در هر لحظه چقدر مایع در مخزن آن‌ها وجود دارد. سوییچ‌های ارتعاشی در مواردی که فقط به یک سطح نقطه‌ای نیاز است می‌توانند همین کار را انجام دهند. برعکس، اگر فوم بیش از حد نگران‌کننده باشد، کاوشگرهای خازنی می‌توانند به اپراتورها هشدار دهند که فوم به بالای یک مجرا برسد. بسته به کاربرد، ممکن است یک یا حتی دو فناوری برای تعیین سطح مایع، جلوگیری از ایجاد کف و حصول نتایج مطلوب در فرآیند مورد نیاز باشد.
