レベル測定のための超音波センサー:アプリケーションと選択ガイド

超音波レベル センサーは非接触産業レベル測定、特に開いたタンク、排水の盆地、水漕、ぬれた井戸およびある大気貯蔵容器で広く利用されています。 それらはセンサーと液体の表面間の超音波脈拍の往復旅行時間を測定することによってレベルを決定します。 技術は比較的簡単なインストールと競争力のあるシステムコストを提供していますが、その性能は、センサーと液体の間のガス空間の条件に強く依存します。

1。 超音波レベルセンサーはどのように機能しますか?

信号道

センサーは液体の表面に超音波脈拍の→の音旅行を送信します → 表面は信号の→を反映しますセンサーは戻りのechoを受け取ります。

距離計算

距離D = c x t / 2、cはガスとtの音速は往復旅行時間です。

センサー・ツー・サーフェスの間隔が知られていると、送信機は設定された空の距離を使用して液体レベルに変換します。 たとえば、タンクの底から5m、液体表面への測定距離が2mの場合、計算レベルは約3mです。

空気中の音の速度が温度変化するので、産業超音波送信機は通常自動温度補償を含んでいます。 通常の周囲温度の近くでは、音速の相対的な変化は約0です。 温度補償を超音波レベル測定の重要な部分にする°Cごとの17%。

2。 超音波レベル測定の主な利点は何ですか?

非接触測定

センサーは液体の上に設置され、浸漬、腐食、汚染、スケールへの直接暴露を減らす必要はありません。

比較的簡単なインストール

通された、フランジ、またはブラケットの土台は水漕、洗面器、ぬれた井戸および他の多くの適用のために使用することができます。

低い機械維持

液体との接触の浮遊物、ガイド棒、または他の移動部品がありません。

慣習的な適用のための費用効果が高い

大気水レベルの測定のために、超音波技術は競争の全体的なシステム費用で連続的な監視を提供できます。

液体密度の独立者

装置は表面距離を測定します、従って液体密度の変更は直接流体静力学の測定と関連付けられる同じレベルの間違いを作り出しません。

井戸は水適用に適しました

典型的な適用は水漕、排水の盆地、ぬれた井戸、開いたチャネル、貯蔵所およびポンプ施設を含んでいます。

3。 超音波レベルのセンサーの主な制限は何ですか?

主な制限は、超音波エネルギーはセンサーおよび液体の表面間のガス スペースを通って旅行しなければなりませんお問い合わせ この空間の変化は、音速、減衰、エコー強度に影響を及ぼす可能性があります。

遮断の間隔

信頼できる測定が不可能な近接領域が存在します。 必要な距離はセンサーの設計、範囲およびモデルによって決まります。

温度効果

空気の温度は音の速度を変えます。 自動補正は、この効果を低下させますが、強い温度の勾配は、それでもエラーが発生する可能性があります。

フォーム

厚く、緩い泡の層は超音波エネルギーを吸収し、実質の液体の表面からのエコーをかなり弱めるかもしれません。

蒸気およびガス構成

ガス組成や蒸気濃度の変化は、音速を変えることができ、それで注意深い応用評価が必要です。

ダスト

重いエアボーンのほこりは、困難な固体の塗布のために評価する価値をレーダーを作るか、または音響エネルギーを増強できます。

真空パック

超音波は伝搬のためにガス媒体を要求します、従って標準的な超音波レベル センサーは近い真空の容器のために適していません。

4。 超音波レベル センサーの遮断の間隔は何ですか。

超音波トランスデューサーがパルスを送信した後、トランスデューサーは、それが確実に近くのエコーを受け取ることができる前に短時間のために振動し続けます。 有効な測定が保証できないセンサーに近い領域は、通常は呼ばれます間隔、死んだ地帯、か近い分野の空白の間隔を妨げて下さい.

すべての超音波器械のための普遍的な妨害の間隔がありません。 密集した産業センサーは複数の10のセンチメートルの間隔を妨げているかもしれませんが、長距離のトランスデューサーはより大きい間隔を要求するかもしれません。

選択ルール:最大液体レベルは、選択したセンサーの所定の遮断距離下で、適切な安全マージンを維持しなければなりません。

5。 なぜ温度影響の超音波レベル測定か。

超音波器具は音速および旅行時間からの間隔を計算します。 空気中の音の速度が温度変化するので、産業機器は通常、統合された温度センサーを使用して、距離の計算を自動的に補正します。

温度補償は、温度関連のエラーを一切排除しません。 たとえば、屋外タンクの上に取り付けられたセンサーの近くの空気は、液体表面に近い空気よりもはるかに暖かくなります。 これは、音響経路に沿って温度勾配を作成します。, 機器は通常、トランスデューサの近くだけ温度を測定しながら、.

従って屋外の取付けはセンサーのまわりの太陽保護、換気、凝縮および実際の温度の環境を考慮するべきです。

6。 超音波対. レーダーレベル測定

7。 超音波またはレーダーが最初に評価されるべき時か。

超音波第一次評価

開いたか半開いたタンク
    きれいな水漕
    排水の洗面所およびぬれた井戸
    限られた泡および蒸気
    大気圧
    適度な正確さの条件
    コスト重視のプロジェクト

レーダーの第一次評価

重要な蒸気やガス組成の変化
    高温・高圧・真空
    ロング測定範囲
    複雑な内部構造
    固体適用の重い塵
    固体レベル測定
    高い長期安定性要件

これらは、絶対的なルールではなく、エンジニアリングの出発点です。 たとえば、超音波測定は、ガス組成が安定しているときに、いくつかのクローズド大気または低圧容器で動作することができます。 同様に、泡でのレーダー性能は、プロセス媒体の泡構造および誘電特性に従ってまだ評価されなければなりません。

8月8日 超音波レベル センサーの選択プロセス

1。 測定範囲の確認

センサーから最も低い液体レベルまで、タンクの深さだけでなく、最大距離を決定します。

2。 最大レベルチェック

最大レベルがセンサー遮断距離に入らないことを確認してください。

3。 表面を評価する

泡、泥炭、空気、または高速度入口の流れをチェックしてください。

4。 ガス空間の評価

蒸気、揮発性ガス、または重要な温度変化をチェックしてください。

5。 出力を確認する

PLC、RTU、または監視システムに従って4〜20 mA、RS485 Modbus、または他のインタフェースを選択します。

6。 必要ならレーダーを比較して下さい

アプリケーションが超音波測定の動作限界に近い場合は、レーダー性能とトータルライフサイクルコストを比較します。

9月9日 典型的な適用

廃棄物水

ウェットウェル、セットリングバイン、排水タンク、ポンプステーション。

きれいな水貯蔵

水貯水池、防火タンク、雨水タンク、一般貯水池。

ハイドロロジーと水管理

チャネル、貯水池および他の開いた水レベルの監視の適用。

産業水漕

大気プロセス水タンク、循環タンクおよびレベル コントロール システム。

10月10日 インストールガイドライン

11月11日 選択に必要な情報は?

測定条件

媒体名
最高の測定の間隔
最高の液体レベル
表面濁度

プロセス環境

温度範囲
プレッシャー
フォーム
蒸気か特別なガス

導入事例

タンクか洗面器次元
土台の位置
接続サイズ
屋内か屋外の位置

電気条件

パワーサプライ
4～20 mA
RS485 の Modbus
有害区域かエンクロージャの条件

FAQ: 超音波レベル測定

1。 超音波レベル センサーの典型的な妨害距離は何ですか。

普遍的な価値はありません。 センサー設計や測定範囲に応じて、ブロック距離は数センチメートル以上になる場合があります。 選択したモデルに指定された値を常に使用します。

2。 超音波センサーは泡で排水を測定できますか?

それは泡によって決まります。 少量の湿った泡は、持続的な太くて緩い泡の層が強くアコースティック信号を減少させることができるが、測定を許容することができます。 レーダーは困難な泡の塗布で評価されるべきです。

3。 大きい温度変化は超音波測定に影響を与えますか。

はい。 産業機器は、通常、自動温度補償を提供しますが、健全なパスに沿って強い温度勾配はまだ追加のエラーを導入することができます。

4。 レーダーは超音波よりも正確ですか?

精度は、特定の機器モデルと比較してください。 高性能レーダーはミリメートルレベルの測定を提供でき、高精度超音波機器も利用できます。 レーダーは一般に困難な蒸気、温度、圧力、または長距離の塗布でより広い作動の封筒があります。

5。 超音波は開いたきれいな水漕のためのよい選択ですか。

はい。 限られた泡、適当な測定範囲および比較的安定した環境条件の大気タンクのために、超音波測定は頻繁に経済的、実用的な選択です。

6。 なぜ超音波レベルの読書は変動しますか。

一般的な原因は、泡、強い表面濁り、蒸気、温度勾配、センサーの結露、誤ったセンサーアライメント、または近くの構造からの偽のエコーを含みます。

7。 最小設置距離はありますか?

はい。 最大液体レベルは、機器の所定の遮断距離の外に残さなければなりません。そうしないと、フィールド測定は信頼性が低い場合があります。

8月8日 超音波センサーは閉鎖したタンクで使用できますか?

ガス組成が安定すると、大気中や低圧閉容器に使用することができます。 高圧、真空、重蒸気、または強烈なガス組成、レーダーまたは他の技術を評価する必要があります。

9月9日 超音波レベルセンサーは頻繁に維持を要求しますか。

メンテナンスは一般的に低くなりますが、センサーの顔は、結露、堆積、氷のために定期的に検査され、インストールと温度補償は正常な状態に残るべきです。

10月10日 超音波とレーダーレベル測定を比較するために必要な情報は?

媒体、測定距離、タンクまたはバウン寸法、温度、圧力、泡、蒸気条件、取り付け位置、および必要な出力信号を提供して下さい。 これらの変数は超音波かレーダーがより適しているかどうか定めるのに使用することができます。

コンテンツ

超音波レベルのセンサーの主な利点はあります非接触測定、簡単な取付け、比較的低い維持および競争価格お問い合わせ それらはきれいな水漕、排水の盆地、ぬれた井戸、水貯蔵システムおよび多くの開いた水監視の適用のために特に適しています。

主な制限は、音響伝搬条件に関連付けられています。ガス構成の間隔、温度の変化、泡、蒸気、塵および変更を妨げることお問い合わせ 適用が困難な蒸気条件、高温か圧力、真空、長い測定の範囲、重い塵、またはより高い安定性の条件を含む場合、レーダーのレベル測定はまた評価されるべきです。

METRAVONは、各プロジェクトに適した測定技術を決定するために、プロセス媒体、測定範囲、温度、圧力、容器寸法、および設置条件に応じて超音波およびレーダーレベル測定を比較することができます。