Seviye ölçümü için Ultrasonik Sensörler: Uygulamalar ve Seçme Kılavuzu

Ultrasonik seviye sensörleri, özellikle açık tanklarda, atık su basları, su tankları, ıslak kuyular ve bazı atmosferik depolama gemileri için yaygın olarak kullanılmaktadır. Sensör ve sıvı yüzeyi arasında bir ultrasonik nabız akışını ölçerek seviyesi belirlerler. Teknoloji nispeten basit yükleme ve rekabetçi sistem maliyeti sunar, ancak performansı sensör ve sıvı arasındaki gaz alanında güçlü bir şekilde bağlıdır.

1. Bir Ultrasonik Seviye Sensör Çalışması nasıl?

Signal Path

Sensör bir ultrasonik nabız gönderir → Sağlam sıvı yüzeye seyahat eder → Yüzey sinyali yansıtıyor → sensör geri dönüş yankısını alır.

Uzaktan Hesaplama

Uzak D = c × t / 2, c gazda ses hızı ve t yuvarlak gidiş yolculuğu zamanı.

Sensör-yüzlü mesafe bilindiğinde, verici yapılandırılan boş mesafeyi kullanarak sıvı seviyeye dönüştürür. Örneğin, sensör tank altın üzerinde 5 m yüklüyse ve sıvı yüzeye ölçülen mesafe 2 m, hesaplanan seviye yaklaşık 3 m.

Çünkü hava değişikliklerinde sıcaklık ile ses hızı, endüstriyel ultrasonik alıcılar normalde otomatik sıcaklık tazminatı içerir. Normal çevre sıcaklığı, ses hızındaki göreceli değişim yaklaşık 0. °C'nin% 17'si, sıcaklık tazminatını ultrasonik seviye ölçümün önemli bir bölümünü yapar.

2. Ultrasonik Seviye Ölçümünün ana avantajları nelerdir?

Non-Contact Ölçümü

Sensör sıvının üzerine kuruludur ve kırılmalıdır, korozyona, kirlenmeye ve ölçeklere doğrudan maruz kalmak.

Relatally Basit Montaj

Threaded, flange, veya braket montajı su tankları, basins, ıslak kuyular ve diğer birçok uygulama için kullanılabilir.

Düşük Mekanik Bakım

Yüzler, kılavuz çubuklar veya sıvı ile temasta diğer hareketli bileşenler yoktur.

Konvansiyonel Uygulamaların Maliyeti

atmosferik su seviyesi ölçüm için, ultrasonik teknoloji rekabetçi bir genel sistem maliyetinde sürekli izleme sağlayabilir.

Sıvı Yoğunluğun Bağımsızlığı

Alet önlemleri yüzey mesafe, bu yüzden sıvı yoğunluktaki değişiklikler doğrudan hidrostatik ölçüm ile ilişkili aynı seviye hatası üretmiyor.

Su Uygulamalarına Uygun

Tipik uygulamalar su tankları, atıksu basins, ıslak iyiler, açık kanallar, rezervuarlar ve pompa istasyonları içerir.

3. Ultrasonik Seviye Sensörlerinin Temel Sınırları Nedir?

Ana sınırlama, ana sınırlamanın olmasıdır.Ultrasonik enerji, sensör ve sıvı yüzeyi arasındaki gaz alanı üzerinden seyahat etmelidir. Bu alanda değişiklikler ses hızını etkileyebilir, dayanıklılık ve yankı gücü etkileyebilir.

Bloking Distance

Yakın bir alan alanı güvenilir ölçüm mümkün olmadığı yerde var. Gerekli mesafe sensör tasarımı, aralığı ve modele bağlıdır.

Sıcaklık Etkileri

Hava sıcaklığı ses hızını değiştirir. Otomatik tazminat bu etkiyi azaltır, ancak güçlü sıcaklık gradients hala hata tanıtabilir.

Köpük

kalın, gevşek köpük tabakası ultrasonik enerjiyi absorbe edebilir ve gerçek sıvı yüzeyinde yankıyı önemli ölçüde zayıflatabilir.

Vapor and Gas Piano

Gaz bileşimi veya buhar konsantrasyonundaki değişiklikler ses hızını değiştirebilir ve bu nedenle dikkatli uygulama değerlendirme gerektirir.

Toz

Ağır hava tozu ya da akustik enerjiyi dağıtabilir, zor sağlam uygulamalar için değerlendirmeye değer radar yapabilir.

Vakum

Ultrasonik dalgalar propagasyon için bir gaz ortamı gerektirir, bu yüzden standart ultrasonik seviye sensörleri yakın gemi için uygun değildir.

4. Bir Ultrasonik Seviye Sensörünün Bloku Nedir?

Bir ultrasonik transducer bir pul gönderdikten sonra, transducer yakındaki bir yankıyı güvenilir bir şekilde almadan kısa bir süre boyunca vibrating devam ediyor. Geçerli ölçümün garanti edilemeyen sensöre yakın olan bölge normalde olarak adlandırılırUzaklığı, ölü bölge veya yakın yer boş mesafe.

Tüm ultrasonik cihazlar için evrensel bir engel mesafe yoktur. Kompakt endüstriyel sensörler birkaç on santimetre mesafeyi engelleyebilir, uzun menzilli transdüserler daha büyük bir mesafe gerektirebilir.

Seçim Kuralı:En yüksek sıvı seviyesi, seçilen sensörün belirtilen engelleme mesafenin altında kalmalıdır, uygun bir güvenlik marjı ile.

5. Sıcaklık Neden Ultrasonik Seviye Ölçümü Etkiliyor?

Ultrasonik araçlar ses hızı ve seyahat süresinden uzak hesaplar. Hava değişikliklerinde sıcaklık ile ses hızı nedeniyle, endüstriyel araçlar normalde mesafe hesaplamasını otomatik olarak telafi etmek için entegre bir sıcaklık sensörü kullanır.

Sıcaklık tazminatı her sıcaklıkla ilgili hataları ortadan kaldırmaz. Örneğin, açık bir tankın üzerindeki bir sensöre yakın hava, sıvı yüzeye yakın havadan çok daha sıcak olabilir. Bu, akustik yol boyunca bir sıcaklık seviyesi yaratırken, enstrüman normalde transducer yakınında sıcaklık ölçer.

Açık yüklemeler güneş koruma, havalandırma, kondensasyon ve sensör etrafındaki gerçek sıcaklık ortamını dikkate almalıdır.

6. Ultrasonik vs. Radar Seviye Ölçümü

7. Ultrasonik veya Radar ilk olarak değerlendirilmelidir?

Evaluate Ultrasonik First

Açık veya yarı açık tanklar
Venbsp; Venbsp; Temiz su tankları
Venbsp; Venbsp; Atıksu basins ve ıslak kuyular
Venbsp; Venbsp; Sınırlı köpük ve buhar
Venbsp; Venbsp; atmosferik basınç
Venbsp; Venbsp; Moderate doğruluk gereksinimleri
Venbsp; Venbsp; Maliyete duyarlı projeler

Önce Radarı Değerlendir

Önemli buhar veya gaz kompozisyonu değişiklikler
Venbsp; Venbsp; Yüksek sıcaklık, yüksek basınç veya vakum
Venbsp; Venbsp; Uzun ölçüm aralığı
Venbsp; Venbsp; Komplek iç yapılar
Venbsp; Venbsp; Katı uygulamalarda ağır toz uygulamaları
Venbsp; Venbsp; Katı seviye ölçümü
Venbsp; Venbsp; Yüksek uzun vadeli stabilite gereksinimleri

Bunlar mutlak kurallar yerine mühendislik başlangıç noktalarıdır. Örneğin, ultrasonik ölçüm, gaz kompozisyonu stabil olduğunda bazı kapalı atmosferi veya düşük basınçlı gemilerde çalışabilir. Aynı şekilde, köpükteki radar performansı hala süreç ortamının köpük yapısı ve dielektrik özelliklerine göre değerlendirilmelidir.

8. Ultrasonik Seviye Sensör Seçimi Süreci

1. Tahmin et Aralığı

sensörden en düşük sıvı seviyesine en yüksek mesafeyi belirleyin, sadece tank derinliği değil.

2. maksimum Seviyeye Giriş

Maksimum seviyenin sensör engelleme mesafesine giremediğinden emin olun.

3. Yüzeyi Evaluate

Köpük için kontrol edin, turbulence, aeration, or high-velocity inlet akışı.

4. Gaz Uzayı Evaluate

Buhar, uçucu gazlar veya önemli sıcaklık varyasyonları için kontrol edin.

5. Onay Çıktı

4-20 mA, RS485 Modbus veya PLC, RTU veya izleme sistemine göre başka bir arayüz seçin.

6. Gerekirse Radarla Karşılaştırmak gerekirse

Uygulama ultrasonik ölçümün işletim sınırlarına yakınsa, radar performansı ve toplam yaşam döngüsü maliyetini karşılaştırır.

9. Tipik Uygulamaları Tipik Uygulamaları

Atıksu

İyi değiliz, basins, atık su tankları ve pompalama istasyonları.

Temiz Su Depolama

Su rezervuarları, yangın su tankları, yağmur su tankları ve genel depolama basları.

Hidroloji ve Su Yönetimi

Kanallar, rezervuarlar ve diğer açık su seviyesi izleme uygulamaları.

Endüstriyel Su Tankları

Atmospheric process-water tankları, dolaşım tankları ve seviye kontrol sistemleri.

10. Kurulum Kılavuzları

11. Seçim için hangi bilgiler gereklidir?

Ölçüm Koşulları

Medium name
Maksimum ölçüm mesafe
maksimum sıvı seviyesi
Yüzey türbülans

Süreç Çevre Süreci

Sıcaklık aralığı
Basınç
Köpük
Vapor veya özel gazlar

Kurulum

Tank veya basin boyutları
Mounting pozisyonu
Bağlantı büyüklüğü
Kapalı veya dış konum

Elektrik Gereksinimleri

Güç tedariki
4-20 mA
RS485 Modbus
Hazardous-area veya muhafaza gereksinimleri

SSS: Ultrasonik Seviye Ölçümü

1. Bir ultrasonik seviye sensörün tipik bloke mesafe nedir?

Evrensel bir değer yoktur. Sensör tasarımı ve ölçüm aralığına bağlı olarak, blok mesafe birkaç on santimetre veya daha büyük olabilir. Her zaman seçilen model için belirtilen değeri kullanın.

2. Ultrasonik sensörler köpük ile atık su ölçebilir mi?

Bu köpüke bağlıdır. Küçük bir ıslak köpük miktarı hala ölçüme izin verebilir, kalıcı bir kalın ve gevşek köpük tabakası akustik sinyalini güçlü bir şekilde atlatabilir. Radar aynı zamanda zor köpük uygulamalarında da değerlendirilmelidir.

3. Büyük sıcaklık varyasyonu ultrasonik ölçümü etkiler mi?

Evet. Endüstriyel araçlar normalde otomatik sıcaklık tazminatı sağlar, ancak ses yolunda güçlü sıcaklık gradients hala ek hata tanıtabilir.

4. Radar ultrasonikten daha doğru mu?

Gerçeklik belirli enstrüman modelleri kullanarak karşılaştırılmalıdır. Yüksek performanslı radar milimetre düzeyinde ölçüm sağlayabilir, yüksek hacimli ultrasonik cihazlar da mevcuttur. Radar genellikle zor buhar, sıcaklık, baskı veya uzun vadeli uygulamalarda daha geniş bir çalışma zarfına sahiptir.

5. Ultrasonik açık temiz su tankı için iyi bir seçim mi?

Evet. Sınırlı köpük, orta ölçüm aralığı ve nispeten istikrarlı çevresel koşullar ile atmosfer tankları için, ultrasonik ölçüm genellikle ekonomik ve pratik bir seçimdir.

6. Neden bir ultrasonik seviye okuma dalgalanıyor?

Ortak nedenler köpük, güçlü yüzey türbülans, buhar, sıcaklık gradients, sensör uyumu veya yakındaki yapılardan yanlış yankılar içerir.

7. Minimum bir yükleme mesafe var mı?

Evet. Maksimum sıvı seviyesi, enstrümanın belirtilen engelleme mesafe dışında kalmalıdır, aksi takdirde yakın alan ölçüm güvenilmez olabilir.

8. Ultrasonik sensörler kapalı tanklarda kullanılabilir mi?

Gaz bileşimi stabil olduğunda bazı atmosferik veya düşük basınçlı kapalı gemilerde kullanılabilirler. Yüksek basınç için, vakum, ağır buhar veya güçlü bir şekilde gaz kompozisyonu, radar veya başka bir teknoloji değerlendirilmelidir.

9. Bir ultrasonik seviye sensör sık bakım gerektirir mi?

Bakım genellikle düşük, ancak sensör yüzü kondensasyon, depozitolar veya buz için periyodik olarak incelenmelidir ve yükleme ve sıcaklık tazminatı normal durumda kalmalıdır.

10. METRAVON'un ultrasonik ve radar seviyesi ölçümlerini karşılaştırması gerekiyor mu?

Lütfen orta, ölçüm mesafe, tank veya basin boyutları, sıcaklık, basınç, köpük, buhar koşulları, montaj pozisyonu ve gerekli çıktı sinyali sağlayın. Bu parametreler ultrasonik veya radarın daha uygun olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç

Ultrasonik seviye sensörlerin ana avantajları şunlardır:İletişim olmayan ölçüm, basit yükleme, nispeten düşük bakım ve rekabetçi genel maliyet. Özellikle temiz su tankları, atık su basinleri, ıslak kuyular, su depolama sistemleri ve birçok açık su izleme uygulamaları için uygundur.

Ana sınırlamaları da dahil olmak üzere akustik yayılım koşulları ile ilişkilendirilmektedir.Uzaklığı, sıcaklık varyasyonu, köpük, buhar, toz ve gaz kompozisyonunda değişiklikler. Uygulama zor buhar koşulları, yüksek sıcaklık veya baskı, vakum, uzun ölçüm aralığı, ağır toz veya daha yüksek stabilite gereksinimleri, radar seviyesi ölçümü de değerlendirilmelidir.

METRAVON, her proje için uygun ölçüm teknolojisini belirlemeye yardımcı olmak için ultrasonik ve radar seviyesini ölçebilir, sıcaklık, basınç, gemi boyutları ve yükleme koşullarını karşılaştırabilir.