อังกฤษ
จีน
สเปน
รัสเซีย
โปรตุเกส
ฝรั่งเศส
เยอรมัน
อินโดนีเซีย
เวียดนาม
อาหรับ
อิตาลี
ตุรกี
โปแลนด์
ญี่ปุ่น
การวัดระดับและระดับน้ำถือเป็นตัวแปรกระบวนการที่มีความสำคัญในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม การบำบัดน้ำ การชลประทานในภาคเกษตรกรรม และการตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานต่างๆ ข้อมูลระดับที่น่าเชื่อถือสามารถสนับสนุนการควบคุมกระบวนการ การปกป้องอุปกรณ์ การจัดการสัญญาณเตือน และการตรวจสอบจากระยะไกลได้
เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบอัลตราโซนิกให้การวัดค่าโดยไม่ต้องสัมผัส โดยติดตั้งเซนเซอร์เหนือผิวของของเหลว เนื่องจากองค์ประกอบตรวจจับโดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องถูกจุ่มอยู่ในตัวกลาง เทคโนโลยีนี้จึงถูกนำมาประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในด้านน้ำ น้ำเสีย ถังเก็บ น้ำจัดเก็บ รวมถึงการประยุกต์ใช้กับของเหลวทางเคมีบางประเภท
1. เครื่องส่งสัญญาณระดับคลื่นอัลตราโซนิกทำงานอย่างไร?
เครื่องส่งสัญญาณระดับคลื่นอัลตราโซนิกจะวัดระยะทางจากตัวเครื่องไปยังผิวของของเหลว โดยอาศัยการวัดระยะเวลาที่คลื่นอัลตราโซนิกใช้ในการเดินทางผ่านอากาศ เซ็นเซอร์จะปล่อยคลื่นอัลตราโซนิกไปยังผิวของของเหลว คลื่นเสียงนี้จะสะท้อนกลับจากผิวของเหลวและส่งกลับมายังเซ็นเซอร์ อีกทั้งยังมีสูตรคำนวณระยะทางดังนี้:
ระยะทาง = ความเร็วของเสียง × เวลาในการเดินทางไป-กลับ ÷ 2
หากทราบความสูงอ้างอิงของการติดตั้ง หรือความสูงของถัง ของเหลวที่แท้จริงสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:
ระดับของเหลว = ความสูงอ้างอิง − ระยะทางที่วัดได้
ดังนั้น เครื่องมือนี้จึงวัดระยะทางเป็นอันดับแรก จากนั้นจึงแปลงค่าระยะทางดังกล่าวให้เป็นระดับของของเหลวหรือระดับน้ำ ตามพารามิเตอร์การติดตั้งที่กำหนดไว้
สัญญาณอัลตราโซนิกจะเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างของอากาศระหว่างเซนเซอร์กับผิวของของเหลวเป็นหลัก อุปกรณ์นี้ไม่ได้วัดระดับของของเหลวโดยการส่งเสียงผ่านตัวของเหลวเอง
2. คุณลักษณะหลักของการวัดระดับด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
การวัดแบบไม่สัมผัส
เซนเซอร์โดยทั่วไปจะถูกติดตั้งไว้เหนือของเหลว ซึ่งช่วยลดการสัมผัสโดยตรงกับการกัดกร่อน การปนเปื้อน และตะกอน
การติดตามตรวจสอบระดับอย่างต่อเนื่อง
สามารถให้ค่าระดับอย่างต่อเนื่องสำหรับการตรวจสอบกระบวนการ การแจ้งเตือน การควบคุม และการรับข้อมูลจากระยะไกลได้
การบูรณาการระบบ
ขึ้นอยู่กับรุ่นของระบบ อินเทอร์เฟซอาจประกอบด้วยสัญญาณ 4-20mA, RS485, Modbus RTU และเอาต์พุตของรีเลย์
ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกล
การวัดค่าไม่ขึ้นอยู่กับฟลอตต์ แขนกล หรือกลไกตรวจจับที่เคลื่อนไหวอื่นใด
เหมาะสำหรับของเหลวหลายชนิด
การประยุกต์ใช้งาน ได้แก่ น้ำ น้ำเสีย และน้ำมันหรือของเหลวทางเคมีบางชนิด ที่เลือกใช้ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกระบวนการผลิต
3. พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลัก
ข้อกำหนดทางเทคนิคจะแตกต่างกันไปตามช่วงการวัด การออกแบบทรานส์ดิวเซอร์ การกำหนดค่าผลลัพธ์ และข้อกำหนดด้านสภาพแวดล้อม โดยแบบจำลองสุดท้ายควรได้รับการเลือกตามเงื่อนไขการติดตั้งที่เป็นจริง
| พารามิเตอร์ | คำอธิบาย |
|---|---|
| หลักการวัด | เวลาการเดินทางของคลื่นอัลตราโซนิก |
| ประเภทการวัด | การวัดอย่างต่อเนื่องแบบไม่สัมผัส |
| ช่วงการวัด | เลือกตามรุ่นและระยะทางที่ต้องการวัด |
| ความแม่นยำของการวัด | ขึ้นอยู่กับรุ่นช่วงการทำงานและเงื่อนไขการประยุกต์ใช้งาน |
| เขตที่ไม่สามารถตรวจจับได้ | ขึ้นอยู่กับการออกแบบทรานสดิวเซอร์และช่วงการวัด |
| แหล่งจ่ายไฟ | ขึ้นอยู่กับรุ่นที่เลือกใช้ |
| สัญญาณขาออก | 4-20mA, RS485 หรือตัวเลือกอื่นๆที่มีอยู่ขึ้นอยู่กับรุ่น |
| โปรโตคอลการสื่อสาร | Modbus RTU ที่มีอยู่ในรุ่นดิจิตอลที่ใช้บังคับ |
| ชดเชยอุณหภูมิ | ปกติมีอยู่ในรุ่นอุตสาหกรรมอัลตราโซนิก |
| การใช้พลังงาน | ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าอุปทานและเอาต์พุต |
| ระดับการป้องกัน | เลือกตามความต้องการในการติดตั้งในร่มหรือกลางแจ้ง |
| อุณหภูมิในการทำงาน | ขึ้นอยู่กับรุ่นที่เลือก |
| การติดตั้ง | การเชื่อมต่อเกลียว, วงเล็บยึดหรือโครงสร้างอื่นๆเซ็นเซอร์ |
| /วัสดุที่อยู่อาศัย | เลือกตามสภาพปานกลางและสิ่งแวดล้อมวัสดุสายเคเบิล |
| ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเซ็นเซอร์และสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง สำหรับเครื่องส่งสัญญาณระดับด้วยคลื่นอัลตราโซนิก |
สำหรับเฉพาะ METRAVON เครื่องส่งสัญญาณอัลตราโซนิค, ช่วงการวัดความแม่นยำแหล่งจ่ายไฟระดับการป้องกันและอินเทอร์เฟซสัญญาณควรได้รับการยืนยันจากแผ่นข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
4. การประยุกต์ใช้งานทั่วไป
การตรวจสอบในระดับอุตสาหกรรม
การประยุกต์ใช้งานทั่วไป ได้แก่ ถังเก็บน้ำในอุตสาหกรรม ถังสำหรับกระบวนการผลิต และอ่างรองรับน้ำเสีย อ่างเก็บน้ำสะอาด ถังเก็บน้ำ สถานีสูบน้ำ และระบบบำบัดน้ำดิบที่ใช้ในการผลิตน้ำ
สัญญาณระดับสามารถเชื่อมต่อกับ PLC หรือระบบควบคุม เพื่อการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องได้ ระบบแจ้งเตือนและการควบคุมปั๊ม:
– การตรวจสอบระดับน้ำในพื้นที่เกษตรกรรม;
– การประยุกต์ใช้งาน ได้แก่ ถังสำหรับการชลประทาน, อ่างเก็บน้ำในฟาร์ม, และแอ่งกักเก็บน้ำ ช่องทางเปิดและถังเก็บน้ำสำหรับการให้สารเคมีควบคู่กับการชลประทาน (fertigation)
เมื่อนำมาใช้ร่วมกับเครื่องบันทึกข้อมูลและอุปกรณ์สื่อสาร ข้อมูลระดับน้ำสามารถตรวจสอบจากระยะไกลได้
การตรวจสอบระบบระบายน้ำในเขตเมืองและการน้ำท่วมบนถนน
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสามารถนำมาใช้บนถนนที่อยู่ในพื้นที่ต่ำ ทางลอดใต้ดิน และช่องระบายน้ำ บ่อเก็บน้ำฝนและระบบระบายน้ำในเขตเมือง
ข้อมูลจากการวัดสามารถสนับสนุนการแจ้งเตือนน้ำท่วม การควบคุมปั๊มระบายน้ำ และการตรวจสอบจากระยะไกลได้
โครงสร้างการตรวจสอบจากระยะไกลที่เป็นแบบฉบับ:
ตัวส่งสัญญาณระดับด้วยคลื่นอัลตราโซนิก → เครื่องบันทึกข้อมูล → 4G / LoRa WAN → แพลตฟอร์มการตรวจสอบจากระยะไกล
ในงานด้านการเกษตร ตัวส่งสัญญาณระดับด้วยคลื่นอัลตราโซนิกถูกนำมาใช้เป็นหลักสำหรับการตรวจสอบระดับน้ำหรือระดับของของเหลว อุปกรณ์เหล่านี้ไม่ได้ถูกออกแบบมาสำหรับการวัดความชื้นในดินโดยตรง แต่ควรใช้เซนเซอร์วัดความชื้นในดินที่ออกแบบมาโดยเฉพาะในการวัดค่าดังกล่าว ได้แก่
5. ปัจจัยที่มีผลต่อการวัดระดับด้วยคลื่นอัลตราโซนิก (
) เช่น ฟองน้ำ
โฟมที่มีความหนาสามารถดูดซับหรือทำให้สัญญาณสะท้อนจากคลื่นอัลตราโซนิกอ่อนแอลงได้
ไอน้ำและไอน้ำระเหย
ไอน้ำหรือไอน้ำระเหยที่มีอุณหภูมิสูงสามารถส่งผลต่อการแพร่กระจายของคลื่นเสียง
อุณหภูมิ
อุณหภูมิของอากาศมีผลต่อความเร็วของคลื่นเสียง จึงมีการประยุกต์ใช้การชดเชยอุณหภูมิอย่างแพร่หลาย
การเคลื่อนตัวของพื้นผิว
การกวนอย่างรุนแรง หรือการไหลเข้าอย่างรวดเร็ว อาจทำให้เกิดสัญญาณสะท้อนที่ไม่เสถียร
สิ่งกีดขวาง
ท่อบันไดคานและโครงสร้างภายในอื่นๆอาจสร้างเสียงสะท้อนที่ไม่พึงประสงค์
6.วิธีการเลือกรายการเลือก
| เครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิก | ข้อมูลเพื่อยืนยัน |
|---|---|
| วัดน้ำ | ปานกลางน้ำเสียน้ำมันหรือของเหลวเคมี |
| ระยะการวัดสูงสุด | ระยะทางจากเซนเซอร์ถึงระดับของของเหลวที่ต่ำที่สุดที่คาดการณ์ไว้ |
| ระดับของของเหลวสูงสุด | ตรวจสอบว่าระดับที่สูงที่สุดยังคงอยู่นอกเขตที่ไม่สามารถตรวจจับได้ |
| สภาวะของกระบวนการ | ฟอง, ไอ, การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และการเคลื่อนตัวของพื้นผิว |
| สภาพแวดล้อมในการติดตั้ง | ภายในอาคาร,ภายนอกอาคาร, ภาชนะบรรจุ,ถังเก็บน้ำ หรือช่องทางเปิด |
| สัญญาณขาออก | 4-20mA หรือ RS485 |
| การสื่อสาร | มีความจำเป็นต้องใช้ Modbus RTU หรือไม่ |
| การบูรณาการระบบ | PLC, RTU, SCADA, ตัวบันทึกข้อมูล หรือแพลตฟอร์ม IoT |
| ข้อกำหนดด้านการป้องกัน | เลือกตามสภาพแวดล้อมของสถานที่ติดตั้ง |
สำหรับโครงการตรวจสอบจากระยะไกล ควรพิจารณาทั้งอินเทอร์เฟซการสื่อสารและการขยายระบบในอนาคตด้วย สิ่งนี้ช่วยให้เครื่องส่งสัญญาณระดับสามารถผสานรวมเข้ากับระบบอัตโนมัติและโครงสร้างพื้นฐาน IoT ที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดายยิ่งขึ้น
คำถามที่พบบ่อย
คำถามที่ 1: เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบอัลตราโซนิกจำเป็นต้องสัมผัสกับของเหลวหรือไม่?
คำตอบที่ 1: ไม่จำเป็น ตัวตรวจจับจะถูกติดตั้งอยู่เหนือผิวของของเหลว โดยวัดระยะทางจากเวลาที่คลื่นอัลตราโซนิกใช้ในการเดินทาง
คำถามที่ 2: เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบอัลตราโซนิกสามารถใช้วัดน้ำเสียได้หรือไม่?
A2: ใช่ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในหลายสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับน้ำเสียได้ แต่ควรประเมินการเกิดฟอง การระเหย และการเคลื่อนตัวของผิวของน้ำ
Q3: เซนเซอร์อัลตราโซนิกสามารถวัดระดับน้ำในถังได้หรือไม่?
A3: ใช่ ถังเก็บน้ำ อ่างเก็บน้ำ และถังจัดเก็บน้ำ เป็นตัวอย่างการประยุกต์ใช้ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย
Q4: เครื่องส่งสัญญาณระดับน้ำแบบอัลตราโซนิกสามารถรองรับการสื่อสารผ่าน RS485 ได้หรือไม่?
A4: เครื่องรุ่นบางรุ่นสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมรองรับการสื่อสารผ่าน RS485 และรองรับโปรโตคอล Modbus RTU
Q5: ทำไมจึงจำเป็นต้องมีการชดเชยอุณหภูมิ?
A5: อุณหภูมิของอากาศมีผลต่อความเร็วของเสียง การชดเชยอุณหภูมิจะช่วยลดความคลาดเคลื่อนในการวัดระยะทางที่เกิดขึ้น
Q6: ฟองน้ำมีผลต่อการวัดระดับด้วยคลื่นอัลตราโซนิกหรือไม่?
A6: ใช่ ฟองน้ำที่มีความหนาสามารถลดความแรงของสัญญาณอัลตราโซนิกที่สะท้อนกลับได้ จึงควรประเมินคุณสมบัตินี้ในระหว่างการเลือกอุปกรณ์
Q7: อุปกรณ์ส่งสัญญาณระดับแบบอัลตราโซนิกสามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมภายนอกอาคารหรือไม่?
A7: ใช่ ควรเลือกระดับการป้องกันและโครงสร้างการติดตั้งให้สอดคล้องกับสภาพการณ์ เช่น ปริมาณฝน อุณหภูมิ และสภาพพื้นที่ที่ติดตั้ง
Q8: อุปกรณ์ส่งสัญญาณระดับแบบอัลตราโซนิกสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ PLC ได้หรือไม่?
A8: ใช่ขึ้นอยู่กับอินเทอร์เฟซการรับสัญญาณของ PLC สามารถใช้การสื่อสารแบบ 4-20mA หรือ RS485 Modbus ได้
บทสรุป
เครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิกเป็นเครื่องมือวัดระดับต่อเนื่องแบบไม่สัมผัสโดยใช้เทคโนโลยีเวลาบินแบบอัลตราโซนิค สามารถใช้กับถังอุตสาหกรรมระบบบำบัดน้ำการจัดเก็บน้ำชลประทานและการตรวจสอบน้ำท่วมในเมือง
แอพลิเคชันที่ประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับช่วงการวัดโซนตายโฟมไออุณหภูมิสภาพพื้นผิวของเหลวตำแหน่งการติดตั้งและอินเตอร์เฟซสัญญาณ METRAVON ผลิตภัณฑ์การวัดระดับอัลตราโซนิกสามารถรวมเข้ากับ PLC S, rtus, ระบบการเก็บข้อมูลและแพลตฟอร์มการตรวจสอบ IOT ระยะไกลตามความต้องการของโครงการสนับสนุนระบบตรวจสอบระดับที่เข้ากันได้และปรับขนาดได้
