Безконтактното измерване на ниво е една от основните технологии в индустриалната автоматизация. Подходът позволява наблюдение на нивата на течности или твърди вещества в резервоар, контейнер или отворен канал без физическо взаимодействие със средата. Сред най-широко използваните безконтактни методи са ултразвуковите и радарните нивомери. Ако потребителят желае да приложи безконтактно измерване за контрол на нивото, разбирането на работата на ултразвуковите и радарните нивомери помага да се направи подходящ избор за конкретен сценарий.
Принцип на действие
Ултразвукови нивомериработят чрез излъчване на високочестотни импулси от звукови вълни, за да определят разстоянието от сензора до повърхността на течната/твърдата среда. Тези вълни преминават през въздуха, отразяват се от повърхността на материала и се връщат към сензора. Разстоянието може да се определи от времето, прекарано в пътуването на вълната. Следователно, инструментът е разположен на разстояние точно над повърхността на средата, без да е необходимо която и да е част да бъде директно докосвана или потапяна в средата.
Радарни нивомериИзползва електромагнитни вълни (микровълни) вместо звук, за да определи нивото на средата - течност или твърдо вещество. По подобен начин микровълновите сигнали се излъчват към повърхността на средата, след което се отразяват и се приемат обратно към инструмента. По време на процеса също няма физически контакт между тялото на инструмента и средата. Чрез записване на времето на прелитане на вълновите сигнали може да се изчисли разстоянието от инструмента до повърхността на материала.
Измерванията на нивото на двата вида споделят едни и същи формули:
D = (C*T)/2
Д = В - Д
Къде,
DРазстояние от повърхността на средата до инструмента
CСкорост на звука (за ултразвук) скорост на светлината (за радар)
TВремеви интервал от излъчването до приемането
LСредно ниво, което ще се измерва
HВисочина от дъното на съда до инструмента
За разлика от обичайните контактни инструменти, елиминирайки физическия контакт с веществото, ултразвуковите и радарните технологии се отличават с контрол на нивото на корозивни, вискозни или опасни материали, които биха могли да повредят или запушат мокрите компоненти, като поплавъци, сонди или импулсни линии. Инсталацията е опростена, тъй като устройствата се монтират външно, а изискванията за поддръжка и време на престой често са сведени до минимум поради неинвазивния дизайн. Индустрии като химическа преработка, пречистване на вода и производство на храни могат да се възползват значително от ултразвуковите и радарните безконтактни сензори за ниво поради тяхната гъвкавост и надеждност при контрол на процесите на течности, флуиди, суспензии и твърди вещества в резервоари с различни геометрии.
Сравнение между ултразвук и радар
Ултразвуковият нивомер е лесен за инсталиране и изисква минимална настройка. В сравнение с радарния нивомер, ултразвуковият обикновено струва по-малко и затова е предпочитан в приложения с ограничен бюджет. Въпреки това, работата на ултразвуковите инструменти е по-податлива на въздействието на околната среда от прах, пяна, въздушна турбуленция и екстремни температури и влажност, които биха могли да абсорбират или отклонят звуковите вълни и да причинят проблем със загубените вълни.
Радарните нивомери, от друга страна, са известни с висока прецизност, дълъг обхват и доказана надеждност в тежки работни условия. Те са по-малко податливи на фактори, които създават проблеми на ултразвуковата технология. Въпреки това, това означава, че радарните продукти като цяло са по-скъпи. Диелектричната константа е друг важен фактор за радарните измервания. Материалите с ниска диелектрична константа могат да отслабят отражението на ехото, което води до нестабилно или загубено измерване.
В обобщение, когато потребителят реши да приложи безконтактно измерване на ниво, ултразвуковият сензор би бил идеален за умерени работни условия и бюджетни проекти, докато радарният сензор е подходящ за по-предизвикателна среда и преследване на висококачествени измервания. Във всеки случай е от първостепенно значение да се гарантира, че характеристиките на средата и околната среда, както и структурата на процесната система, са благоприятни за прилагането на желания метод за безконтактно измерване.
Бележки за монтаж на безконтактни инструменти
- ✦ Мястото на монтаж трябва да бъде възможно най-далеч от източника на шум
- ✦ Гумено уплътнение може да се използва за монтаж в среда с вибрации
- ✦ Разстоянието от сензора до най-високото очаквано ниво трябва да е по-голямо от сляпата зона на измерване
- ✦ Позицията на сензора трябва да е на определено разстояние от стената на контейнера, в зависимост от ъгъла на излъчване
- ✦ Зоната за измерване трябва да е свободна от препятствия, които биха могли да причинят смущения на сигнала, като например стълба или напречна греда
- ✦ За измерване на твърди среди, монтажната позиция трябва да избягва зоната на отвора за подаване на материал
- ✦ Най-добре е да се избягват големи температурни колебания на мястото на монтаж на инструмента
- ✦ Сензорната сонда трябва да е перпендикулярна на повърхността на средата, за да се осигури най-добра производителност
Шанхай Вангуане опитен производител на инструменти с над 20 години опит, доставящ ултразвукови и радарни безконтактни сензори за ниво, както и други видове инструменти за измерване на ниво. Моля, не се колебайте да се консултирате с нас, ако имате запитвания относно продукти за безконтактно измерване на ниво.
Време на публикуване: 11 март 2025 г.