El mesurament de nivell sense contacte és una de les tecnologies essencials en l'automatització industrial. Aquest mètode permet monitoritzar els nivells de líquids o sòlids en un tanc, contenidor o canal obert sense interacció física amb el medi. Entre els mètodes sense contacte més utilitzats hi ha els mesuradors de nivell per ultrasons i radar. Si l'usuari vol aplicar mesures sense contacte al control de nivell, la comprensió del funcionament dels mesuradors de nivell per ultrasons i radar ajuda a fer la selecció adequada per a cada escenari.
Principi de funcionament
Mesuradors de nivell ultrasònicsFuncionen emetent ràfegues d'ona sonora d'alta freqüència per trobar la distància entre el sensor i la superfície del medi líquid/sòlid. Aquestes ones viatgen a través de l'aire, es reflecteixen a la superfície del material i tornen al sensor. La distància es pot determinar pel temps que triga l'ona a viatjar. Per tant, l'instrument es desplega a una distància just per sobre de la superfície del medi, sense que cap part hagi de ser tocada o submergida directament en el medi.
Mesuradors de nivell per radarutilitza ones electromagnètiques (microones) en lloc de so per determinar el nivell del medi líquid o sòlid. De la mateixa manera, els senyals de microones s'emeten cap a la superfície del medi, després es reflecteixen i es reben de tornada a l'instrument. Durant el procés tampoc hi ha contacte físic entre el cos de l'instrument i el medi. Mitjançant el registre del temps de vol dels senyals d'ona, es pot calcular la distància des de l'instrument fins a la superfície del material.
Els mesuraments de nivell dels dos tipus comparteixen les mateixes fórmules:
D = (C*T)/2
L = H - D
On,
DDistància des de la superfície del medi fins a l'instrument
CVelocitat del so (per a ultrasons) velocitat de la llum (per a radar)
T: Interval de temps des de l'emissió fins a la recepció
LNivell mitjà a mesurar
H: Alçada des del fons del recipient fins a l'instrument
A diferència dels instruments comuns basats en contacte, per l'eliminació del contacte físic amb la substància, les tecnologies d'ultrasons i radar excel·leixen en el control de nivell de materials corrosius, viscosos o perillosos que podrien danyar o obstruir els components humits com ara flotadors, sondes o línies d'impuls. La instal·lació es simplifica, ja que els dispositius es munten externament i el manteniment i el temps d'inactivitat sovint es mantenen al mínim gràcies al disseny no invasiu. Indústries com el processament químic, el tractament d'aigües i la producció d'aliments es poden beneficiar enormement dels sensors de nivell sense contacte per ultrasons i radar per la seva versatilitat i fiabilitat entre els controls de processos de líquids, fluids, fangs i sòlids en diverses geometries de tancs.
Comparació entre ultrasons i radar
El mesurador de nivell per ultrasons és fàcil d'instal·lar i requereix una configuració mínima. En comparació amb el mesurador de nivell per radar, l'ultrasònic sol costar menys i, per tant, es prefereix en aplicacions amb restriccions pressupostàries. Tanmateix, el rendiment dels instruments ultrasònics està més subjecte als efectes ambientals de la pols, l'escuma, la turbulència de l'aire i les temperatures i humitats extremes, que podrien absorbir o desviar les ones sonores i causar problemes de pèrdua d'ona.
El mesurador de nivell per radar, en canvi, és conegut per la seva alta precisió, llarg abast i fiabilitat provada en entorns operatius durs. És menys susceptible a factors superiors als que pertorben la tecnologia ultrasònica. No obstant això, això significa que els productes de radar són generalment més costosos. La constant dielèctrica és un altre factor important per al mesurament per radar. Els materials de baix dielèctric podrien debilitar la reflexió del senyal d'eco, provocant una mesura inestable o perduda.
En resum, quan l'usuari decideix aplicar el mesurament de nivell sense contacte, el sensor ultrasònic seria ideal per a condicions de treball moderades i projectes amb un pressupost ajustat, mentre que el radar està qualificat per a entorns més exigents i la recerca de mesures d'alt estàndard. En qualsevol cas, és fonamental assegurar-se que les característiques del medi i l'entorn, així com l'estructura del sistema de procés, siguin propícies per a la implementació del mètode de mesurament sense contacte desitjat.
Notes d'instal·lació per a instruments sense contacte
- ✦ El lloc d'instal·lació ha d'estar el més allunyat possible de la font de soroll
- ✦ La junta de goma es pot utilitzar per al muntatge en un entorn de vibracions
- ✦ La distància entre el sensor i el nivell estimat més alt ha de ser superior a la zona cega de mesurament
- ✦ La posició del sensor ha de mantenir una certa distància amb la paret del contenidor segons l'angle d'emissió
- ✦ L'àrea de mesura ha d'estar lliure d'obstacles que puguin causar interferències de senyal, com ara escales o bigues transversals.
- ✦ Per a la mesura de medis sòlids, la posició de muntatge ha d'evitar la zona d'obertura d'alimentació del material
- ✦ És millor evitar grans fluctuacions de temperatura al lloc d'instal·lació de l'instrument
- ✦ La sonda del sensor ha de ser perpendicular a la superfície del medi per garantir el millor rendiment
Xangai Wangyuanés un fabricant d'instrumentació experimentat amb més de 20 anys d'experiència que subministra sensors de nivell ultrasònics i radar sense contacte, així com altres tipus d'instruments de mesura de nivell. No dubteu a consultar-nos si teniu preguntes sobre productes de mesura de nivell sense contacte.
Data de publicació: 11 de març de 2025