Bộ nhạy siêu thanh cho phép đo mức độ: Chương trình và Hướng dẫn Chọn

Cảm biến mức độ siêu thanh được sử dụng rộng rãi cho việc đo mức độ công nghiệp không đối xứng, đặc biệt là trong bể chứa nước mở, bồn chứa nước thải, bồn chứa nước, giếng nước ẩm và một số bình chứa khí quyển. Họ xác định cấp độ bằng cách đo thời gian đi vòng của một xung siêu âm giữa cảm biến và bề mặt lỏng. Công nghệ cung cấp hệ thống cài đặt tương đối đơn giản và chi phí cạnh tranh, nhưng hiệu suất của nó phụ thuộc mạnh mẽ vào các điều kiện trong không gian khí giữa bộ cảm biến và chất lỏng.

1. Một bộ cảm biến cấp cao hoạt động như thế nào?

Đường dẫn tín hiệu

Bộ cảm biến truyền tín hiệu âm thanh siêu âm đi đến bề mặt chất lỏng bề mặt phản ánh tín hiệu cảm biến nhận được tiếng vọng về.

Tính toán khoảng cách

Khoảng cách D = c × t / 2, nơi c là vận tốc âm thanh trong khí và t là thời gian du lịch vòng.

Một khi nhận diện được khoảng cách, bộ phát tín hiệu chuyển nó thành cấp độ lỏng sử dụng khoảng cách đã cấu hình trống. Ví dụ, nếu bộ cảm biến được cài đặt 5m trên đáy bể và khoảng cách đo bề mặt chất lỏng là 2m, mức độ tính toán là xấp xỉ 3m.

Vì tốc độ âm thanh trong không khí thay đổi với nhiệt độ, máy phát siêu âm công nghiệp thường bao gồm việc tự động phục hồi nhiệt độ. Gần nhiệt độ môi trường bình thường, sự thay đổi tương đối trong vận tốc âm thanh là xấp xỉ 0. 17% mỗi°C, điều này làm cho việc bù đắp nhiệt độ là một phần quan trọng của việc đo lường mức độ siêu âm.

2. Lợi thế chính của việc đo mức độ siêu thanh là gì?

Đo không đều

Bộ cảm biến được cài đặt trên chất lỏng và không cần phải ngâm, giảm khả năng tiếp xúc trực tiếp với sự ăn mòn, ô nhiễm và quy mô.

Cài đặt tương đối đơn giản

Có thể dùng để đổ nước, chậu, giếng ướt và nhiều ứng dụng khác.

Bảo trì cơ khí thấp

Không có phao, gậy dẫn đường, hay các bộ phận chuyển động khác để tiếp xúc với chất lỏng.

Quản lý chi phí cho ứng dụng hội nghị

Đối với đo lường khí quyển, công nghệ siêu âm có thể cung cấp sự giám sát liên tục với chi phí cạnh tranh tổng thể.

Độc lập về sự phủ nhận chất lỏng

Công cụ đo khoảng cách bề mặt, vì vậy thay đổi trong mật độ lỏng không trực tiếp tạo ra lỗi cấp tương tự với đo lường thủy tĩnh.

Hợp với các ứng dụng trong nước

Những ứng dụng điển hình bao gồm bồn nước, chậu nước thải, giếng ướt, kênh mở, hồ chứa nước và các trạm bơm nước.

3. Giới hạn chính của các cảm biến cấp cao là gì?

Giới hạn chính làNăng lượng siêu thanh phải đi qua không gian khí giữa cảm biến và bề mặt lỏng. Những thay đổi trong không gian này có thể ảnh hưởng đến vận tốc âm thanh, tốc độ giảm và sức mạnh của tiếng vang.

Khoảng cách chặn

Một khu vực gần mặt đất tồn tại nơi mà đo lường đáng tin cậy là không thể. Khoảng cách cần thiết tùy thuộc vào thiết kế cảm biến, phạm vi và mô hình.

Hiệu ứng nhiệt độ

Nhiệt độ không khí thay đổi tốc độ âm thanh. Tự động bồi thường giảm hiệu ứng này, nhưng nhiệt độ mạnh vẫn có thể giới thiệu lỗi.

Foam

Lớp bọt dày, lỏng có thể hấp thụ năng lượng siêu thanh và làm giảm đáng kể tiếng vang từ bề mặt chất lỏng.

Name

Những thay đổi trong thành phần khí hoặc sự tập trung hơi nước có thể thay đổi vận tốc âm thanh và do đó cần được đánh giá cẩn thận.

Bụi

Bụi bay nặng có thể phân tán hoặc làm giảm năng lượng âm thanh, khiến radar đáng để đánh giá về ứng dụng cứng rắn.

Vacuum

Sóng siêu âm đòi hỏi một phương tiện truyền bá khí, nên cảm biến ở mức siêu âm không thích hợp với các mạch máu gần vacuum.

4. Khoảng cách giữa bộ cảm biến mức độ siêu thanh là bao nhiêu?

Sau khi máy biến áp siêu âm phát ra xung lực, máy biến áp tiếp tục rung trong một thời gian ngắn trước khi nó có thể nhận được tiếng vang gần đó. Vùng gần với bộ nhạy nơi mà không thể chắc chắn được gọi làKhoảng cách chặn, vùng chết, hay gần sân trống.

Không có khoảng cách chung cho tất cả các thiết bị siêu âm. Các cảm biến công nghiệp tính toán có thể có khoảng cách hàng chục cm, trong khi các bộ chuyển đổi tầm xa có thể cần một khoảng cách lớn hơn.

Quy tắc chọn:Mức độ chất lỏng tối đa phải nằm dưới khoảng cách được chỉ định của bộ cảm biến đã chọn, với một lề an toàn thích hợp.

Năm. Tại sao nhiệt độ ảnh hưởng đến việc đo mức độ siêu thanh?

Các dụng cụ siêu thanh tính toán khoảng cách từ vận tốc âm thanh và du hành thời gian. Vì tốc độ âm thanh thay đổi không khí với nhiệt độ, các dụng cụ công nghiệp thường sử dụng bộ cảm biến nhiệt độ tích hợp để tự động tính toán khoảng cách.

Sự bù đắp nhiệt độ không loại trừ mọi lỗi về nhiệt độ. Chẳng hạn, không khí gần bộ cảm biến được gắn trên bình nước ngoài có thể ấm hơn không khí gần bề mặt chất lỏng. Điều này tạo ra một tăng nhiệt độ dọc theo đường âm thanh, trong khi nhạc cụ thường đo nhiệt độ chỉ gần máy biến áp.

Do đó, việc lắp đặt ngoài trời nên xem xét việc bảo vệ mặt trời, thông gió, ngưng tụ và môi trường nhiệt độ xung quanh bộ cảm biến.

Sáu. Siêu thanh chống lại. Đo mức Rada

Bảy. Khi nào là siêu thanh hay phóng xạ?

Đánh giá siêu âm trước

Mở hoặc bán bể
    Lau bồn nước
    Thùng nước thải và giếng ướt
    Khí và bọt hạn chế
    Áp suất khí quyển
    Name
    Dự án nhạy cảm với chi phí

Phóng đại mờ trước

Name
    Nhiệt độ cao, áp suất cao, hay chân không
    Phạm vi đo dài
    Cấu trúc nội bộ phức tạp
    Name
    Đo mức đặc
    Yêu cầu ổn định lâu dài cao hơn

Đây là những điểm bắt đầu kĩ thuật thay vì quy tắc tuyệt đối. Ví dụ, đo lường siêu âm có thể hoạt động trong một số bình khí quyển đóng hoặc áp suất thấp khi cấu tạo khí ổn định. Tương tự như vậy, hiệu suất radar trong bọt phải được đánh giá theo cấu trúc bọt và tính chất điện của quá trình trung bình.

Tám. Tiến trình chọn cấp cao

1. Xác nhận phạm vi cấu hình

Xác định khoảng cách tối đa từ bộ cảm biến đến mức độ lỏng thấp nhất, không chỉ là độ sâu thùng.

2. Kiểm tra cấp tối đa

Đảm bảo rằng cấp tối đa không đi vào khoảng cách cảm biến chặn.

3. Làm mờ bề mặt

Kiểm tra xem có bọt, động đất, tắc nghẽn, hay chuyển động nhanh không.

4. Đánh giá không gian ga

Kiểm tra hơi nước, khí dễ bay hơi hoặc nhiệt độ thay đổi đáng kể.

Năm. Xác nhận kết xuất

Chọn 4–20 mA, RS485 Modbus, hoặc một giao diện khác theo hệ thống PLC, RU, hoặc giám sát.

Sáu. So sánh Rada nếu cần thiết

Nếu ứng dụng này gần với các giới hạn hoạt động của đo lường siêu âm, so sánh hiệu suất radar và tổng chi phí xe đạp.

Chín. Ứng dụng chuẩn

Nước thải

giếng ướt, bồn chứa nước thải, và các trạm bơm nước.

Name

Các hồ chứa nước, bể nước chữa cháy, bể nước mưa, và các bồn chứa.

Hệ thống quản lý nước và vệ tinh

Kênh truyền hình, hồ chứa nước và các nguồn nước mở khác theo dõi các ứng dụng.

Name

Các bồn chứa nước, bể tuần hoàn và hệ thống điều khiển mức độ.

Mười. Đường dẫn cấu hình

Mười một. Cần có thông tin gì để được chọn?

Điều kiện đo

Tên vừa
Khoảng cách đo tối đa
Mức độ chất lỏng tối đa
Name

Môi trường tiến trình

Phạm vi nhiệt độ
Áp lực
Foam
Name

Cài đặt

Kích thước xe tăng hay lưu
Đang gắn kết vị trí
Kích cỡ kết nối
Name

Nhu cầu điện

Nguồn điện
4–20 mA
RS485 Modbus
Yêu cầu đầy đủ hoặc bao vây

Comment

1. Khoảng cách điển hình của cảm biến siêu âm là gì?

Không có giá trị toàn cầu. Tùy vào thiết kế và phạm vi đo, khoảng cách chặn có thể là vài chục cm hoặc lớn hơn. Luôn luôn dùng giá trị đã chọn cho mô hình đã chọn.

2. Cảm biến siêu âm có thể đo nước thải bằng bọt không?

Nó phụ thuộc vào bọt. Một lượng nhỏ bọt ướt vẫn có thể cho phép đo đạc, trong khi lớp bọt dày dai và lỏng có thể làm tăng cường tín hiệu âm thanh. Radar cũng nên được đánh giá trong ứng dụng bọt khó nhai.

3. Sự biến đổi nhiệt độ lớn có ảnh hưởng đến việc đo siêu âm không?

Phải. Các dụng cụ công nghiệp thông thường cung cấp sự bù đắp nhiệt độ tự động, nhưng nhiệt độ mạnh dọc theo đường âm thanh vẫn có thể gây ra thêm lỗi.

4. radar có chính xác hơn siêu âm không?

Nên so sánh tính chính xác của các dụng cụ cụ cụ cụ cụ thể. radar hiệu quả cao có thể cung cấp các đo lường ở mức độ mm, trong khi các dụng cụ siêu thanh cao cũng có thể sử dụng. Radar thường có một phong bì hoạt động rộng hơn trong hơi nước, nhiệt độ, áp suất hoặc ứng dụng tầm xa.

Năm. Siêu âm có phải là sự lựa chọn tốt cho bể nước sạch mở không?

Phải. Đối với bể khí quyển có lớp bọt giới hạn, tầm đo lường vừa phải và điều kiện môi trường tương đối ổn định, đo lường siêu thanh thường là một sự lựa chọn thực tiễn và kinh tế.

Sáu. Tại sao việc đọc siêu âm lại thay đổi?

Nguyên nhân thông thường bao gồm bọt, bề mặt nhiễu mạnh, hơi nước, nhiệt độ chuyển động, sự ngưng tụ trên bộ cảm biến, cảm biến không ổn định, hoặc tiếng vọng sai từ các cấu trúc gần đó.

Bảy. Có khoảng cách nào tối thiểu không?

Phải. Mức độ chất lỏng tối đa phải nằm ngoài khoảng cách được chỉ định của thiết bị, nếu không, đo lường gần mặt đất có thể trở nên không đáng tin cậy.

Tám. Cảm biến siêu âm có thể được sử dụng trong bể chứa kín không?

Chúng có thể được sử dụng trong một số khí quyển hoặc các mạch đóng ít áp suất khi thành phần khí ổn định. Cần phải cân nhắc để có áp suất cao, chân không, hơi nước nặng, hoặc sự thay đổi mạnh mẽ thành phần khí ga, radar hoặc một công nghệ khác.

Chín. Bộ cảm biến siêu thanh có cần thiết thường xuyên bảo trì không?

Bảo trì thường thấp, nhưng bộ mặt nhạy cảm nên được kiểm tra thường xuyên để có thể ngưng tụ, đặt cọc, hoặc băng, và việc lắp đặt và bồi thường nhiệt độ nên ở trạng thái bình thường.

Mười. Mục tiêu là gì?

Xin hãy cung cấp khoảng cách trung bình, đo khoảng cách, xe tăng hoặc không gian lưu, nhiệt độ, áp suất, bọt, điều kiện hơi nước, tăng vị trí, và tín hiệu đầu ra cần thiết. Những thông số này có thể được dùng để xác định liệu sóng siêu âm hay radar có phù hợp hơn không.

Kết thúc

Lợi thế chính của cảm biến cấp siêu âm làĐo lường không chính xác, cài đặt đơn giản, bảo trì tương đối thấp, và chi phí cạnh tranh tổng thể. Chúng đặc biệt thích hợp với bể nước sạch, bồn nước thải, giếng ướt, hệ thống chứa nước, và nhiều ứng dụng kiểm tra nước mở.

Giới hạn chính của họ liên quan đến điều kiện truyền bá âm thanh, bao gồmKhoảng cách ngăn chặn, biến thể nhiệt độ, bọt, hơi nước, bụi và thay đổi thành phần gas. Khi áp dụng điều kiện hơi nước khó khăn, nhiệt độ cao hoặc áp suất cao, chân không, phạm vi đo lường dài, bụi nặng hoặc mức độ ổn định cao hơn, người ta cũng nên đánh giá mức radar.

Theo phương pháp đo lường trung bình, nhiệt độ, áp suất, kích thước của tàu và điều kiện cài đặt, có thể so sánh mức độ đo lường thích hợp cho mỗi dự án.