Monitoring water level in harsh environment in order to handle the start and stop function of drainage pumps has been a major issue. Several environmental factors are present, which affect and disturb sensor measurements. Current solutions with mechanical float switches, mounted outside of pumps, wear out, get entangled and account for more than half of all the emergency call outs to pumping stations. Since pumps are frequently moved around, a new sensor solution is needed which can be integrated within the pump house and is able to continuously monitor water level to optimize the operation of the pump and to decrease wear, cost and energy consumption. This thesis presents an investigation how different sensor techniques can be combined to improve reliability for monitoring water level and handle the start and stop function of drainage pumps in harsh environment. The main focus has been to identify suitable water level sensing techniques and to investigate how sensors are affected by build-up materials building up on the pump surface and covering the sensor probes. A support vector machine algorithm is implemented to fuse sensor data in order to increase reliability of the sensor solution in contaminated condition. Results show that a combination of a pressure sensor and a capacitive sensor is the most suitable combination for withstanding build-up materials. For operating conditions when sensors are covered with soft or viscous build-ups, sensors were able to monitor water level through the build-up materials. No solution was found that could satisfactorily monitor water level through solidified build-up materials. / Att övervaka vattennivån i extrema miljöer för att hantera start- och stoppfunktion av dräneringspumpar har varit ett stort problem. Flera påverkande faktorer från pumpomgivningen influerar och stör sensormätningarna. Nuvarande lösningar med mekaniskt rörliga nivåvippor som är monterade utanför pumparna slits ut, trasslar in sig och står för mer än hälften av alla jourutryckningar till pumpstationerna. Eftersom pumpar ofta flyttas runt, behövs en ny sensorlösning som kan integreras i pumpen och som kontinuerligt kan övervaka vattennivån för att optimera pumpdriften och minska  slitage, kostnad och energiförbrukning. Den här masteruppsatsen presenterar en undersökning av hur olika givartekniker kan kombineras för att förbättra tillförlitligheten för övervakning av vattennivån och hantera start- och stoppfunktionen av dräneringspumpar i extrema miljöer. Fokus har legat på att identifiera lämpliga givartekniker för att mäta vattennivå och undersöka hur givare påverkas av beläggningar som byggs upp på pumpytan och täcker givarna. En support vector machine algoritm har implementerats för att kombinera givardata i syfte att öka tillförlitligheten hos givarlösningen i kontaminerat skick. Resultaten visar att en kombination av en tryckgivare och en kapacitiv givare är den mest lämpliga kombinationen för att motstå beläggningsmaterial. För driftsförhållanden när givarna är täckta med mjuka beläggningar kunde givarna mäta vattennivån genom beläggningarna. Ingen lösning identifierades som på ett tillfredsställande sätt kunde mäta vattennivå genom stelnade, solida beläggningsmaterial.

Idag är de flesta kemiska industrier försedda med system för nivåreglering. Dessa system syftar till att kontrollera vätskenivån i en behållare, trots störningar i form av smuts och skum. För denna process finns olika modeller av nivågivare på marknaden, men de flesta är antingen dyra eller kräver mycket rengöring och underhåll. Denna studie syftar till att undersöka om det är möjligt att mäta vätskenivån i en behållare som kan produceras till låg kostnad, och har en tillräcklig precision för att kunna användas som ett larm för att skydda doppvärmaren mot överhettning. Därför har ett konceptprov av kapacitiva nivågivare utförts där två varianter av kapacitiva nivågivare, etsad och tråd, har konstruerats och verifierats. Etsade varianter innefattar ett kopparlaminat med konfiguration av två fingerelektroder som rullats i ett PVDF-rör. Trådvarianten består av en partvinnad teflontråd som dragits på ett PVDF-rör. I både varianter varieras kapacitans med vattennivån beroende av avståndet mellan fingerelektroder i den etsade varianten och avståndet mellan teflontrådar i trådvarianten. Kapacitansen har beräknats för avståndet mellan fingerelektroder och mellan teflontrådar i form av en urladdningstid korrelerad med vattennivån. För denna process används en generatorkrets för fyrkantsvåg som byggts på en PCB. Resultatet av nivåmätning med båda varianter blev inte det önskade, men nivåmätningsfelet ligger inom ett acceptabelt intervall. Intervallet ligger mellan [+0,80,-0,52] för den etsade varianten och mellan [+1,02,-1,10] för trådvarianten. Det visar att den etsade varianten ger ett mindre nivåmätningsfel än trådvarianten. Nivåmätningsfelet kan minimeras genom att välja en lämpligare krets. / Today, most chemical industries have systems for level control. These systems aim to control the fluid level in a tank, despite dirt and foam disturbances. For this process there are different models of level sensors on the market, but most are either expensive or require a lot of cleaning and maintenance. This study aims to investigate whether it is possible to measure the level of fluid in a tank which can be produced at low cost and has sufficient precision to be used as an alarm to protect the immersion heaters from overheating. Therefore, a conceptual level of capacitive level sensors has been performed in which two variants of capacitive level sensors, etch and wire have been designed and verified. Etched variants include a copper-laminate with two finger electrode configurations rolled in a PVDF tube. The wire variant consists of a twisted Teflon wire drawn on a PVDF pipe. In both variations, capacitance with the water level varies depending on the distance between finger electrodes in the etched variant and the distance between the Teflon wires in the wire variant. The capacitance has been calculated for the distance between finger electrodes and between Teflon threads in the form of a discharge time correlated with the water level. For this process, a square wave generator circuit is built on a PCB. The result of level measurement with both variants did not get the desired, but the level measurement error is within an acceptable range. The interval is between [+ 0.80, -0.52] for the etched variant and between [+ 1.02, -1.10] for the wire variant. It shows that the etched variant gives a smaller level measurement error than the wire variant. The level measurement error can be minimized by selecting a more appropriate circuit.