Η μέτρηση στάθμης χωρίς επαφή είναι μια από τις βασικές τεχνολογίες στον βιομηχανικό αυτοματισμό. Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει την παρακολούθηση των επιπέδων υγρών ή στερεών σε δεξαμενή, δοχείο ή ανοιχτό κανάλι χωρίς φυσική αλληλεπίδραση με το μέσο. Μεταξύ των πιο ευρέως χρησιμοποιούμενων μεθόδων χωρίς επαφή είναι οι μετρητές στάθμης με υπερήχους και ραντάρ. Εάν ο χρήστης επιθυμεί να εφαρμόσει μετρήσεις χωρίς επαφή στον έλεγχο της στάθμης, η κατανόηση της λειτουργίας των μετρητών στάθμης με υπερήχους και ραντάρ βοηθά στην κατάλληλη επιλογή για συγκεκριμένο σενάριο.
Αρχή λειτουργίας
Υπερηχητικοί μετρητές στάθμηςΛειτουργούν εκπέμποντας εκρήξεις ηχητικών κυμάτων υψηλής συχνότητας για να βρουν την εμβέλεια από τον αισθητήρα στην επιφάνεια του υγρού/στερεού μέσου. Αυτά τα κύματα ταξιδεύουν στον αέρα, ανακλώνται από την επιφάνεια του υλικού και επιστρέφουν στον αισθητήρα. Η απόσταση μπορεί να προσδιοριστεί από τον χρόνο που αφιερώνεται στο ταξίδι του κύματος. Επομένως, το όργανο αναπτύσσεται σε απόσταση ακριβώς πάνω από την επιφάνεια του μέσου, χωρίς να χρειάζεται να αγγιχτεί απευθείας ή να βυθιστεί κανένα μέρος του στο μέσο.
Δείκτες στάθμης ραντάρΧρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα (μικροκύματα) αντί για ήχο για να προσδιορίσει τη στάθμη του υγρού ή του στερεού στο μέσο. Ομοίως, τα σήματα μικροκυμάτων εκπέμπονται προς την επιφάνεια του μέσου, στη συνέχεια ανακλώνται και λαμβάνονται πίσω στο όργανο. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας δεν υπάρχει φυσική επαφή μεταξύ του σώματος του οργάνου και του μέσου. Μέσω της καταγραφής του χρόνου πτήσης των σημάτων κύματος, μπορεί να υπολογιστεί η απόσταση από το όργανο έως την επιφάνεια του υλικού.
Οι μετρήσεις στάθμης των δύο τύπων χρησιμοποιούν τους ίδιους τύπους:
Δ = (C*T)/2
Μ = Υ - Β
Οπου,
D: Απόσταση από την επιφάνεια του μέσου έως το όργανο
CΤαχύτητα ήχου (για υπερήχους) ταχύτητα φωτός (για ραντάρ)
T: Χρονικό διάστημα από την εκπομπή έως τη λήψη
L: Μέτριο επίπεδο προς μέτρηση
H: Ύψος από τον πυθμένα του σκάφους έως το όργανο
Διαφέροντας από τα κοινά όργανα που βασίζονται στην επαφή, εξαλείφοντας την φυσική επαφή με την ουσία, οι τεχνολογίες υπερήχων και ραντάρ υπερέχουν στον έλεγχο της στάθμης διαβρωτικών, ιξωδών ή επικίνδυνων υλικών που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ζημιά ή να φράξουν τα βρεγμένα εξαρτήματα, όπως πλωτήρες, αισθητήρες ή γραμμές ώθησης. Η εγκατάσταση απλοποιείται, καθώς οι συσκευές τοποθετούνται εξωτερικά και οι απαιτήσεις συντήρησης και διακοπής λειτουργίας συχνά περιορίζονται στο ελάχιστο λόγω του μη επεμβατικού σχεδιασμού. Βιομηχανίες όπως η χημική επεξεργασία, η επεξεργασία νερού και η παραγωγή τροφίμων μπορούν να επωφεληθούν σε μεγάλο βαθμό από τους αισθητήρες στάθμης υπερήχων και ραντάρ χωρίς επαφή για την ευελιξία και την αξιοπιστία τους μεταξύ των ελέγχων διεργασιών υγρών, ρευστών, πολτού και στερεών σε ποικίλες γεωμετρίες δεξαμενών.
Σύγκριση μεταξύ υπερήχων και ραντάρ
Ο υπερηχητικός μετρητής στάθμης είναι εύκολος στην εγκατάσταση και απαιτεί ελάχιστη ρύθμιση. Σε σύγκριση με τον μετρητή στάθμης ραντάρ, ο υπερηχητικός συνήθως κοστίζει λιγότερο και επομένως προτιμάται σε εφαρμογές με περιορισμούς προϋπολογισμού. Ωστόσο, η απόδοση των υπερηχητικών οργάνων υπόκειται περισσότερο σε περιβαλλοντικές επιπτώσεις όπως σκόνη, αφρό, αναταράξεις αέρα και ακραίες θερμοκρασίες και υγρασία, που θα μπορούσαν να απορροφήσουν ή να εκτρέψουν τα ηχητικά κύματα και να προκαλέσουν πρόβλημα απώλειας κύματος.
Από την άλλη πλευρά, ο μετρητής στάθμης ραντάρ είναι γνωστός για την υψηλή ακρίβεια, τη μεγάλη εμβέλεια και την αποδεδειγμένη αξιοπιστία του σε αντίξοα λειτουργικά περιβάλλοντα. Είναι λιγότερο ευάλωτος σε παράγοντες που επηρεάζουν την τεχνολογία υπερήχων. Παρ' όλα αυτά, αυτό σημαίνει ότι τα προϊόντα ραντάρ είναι γενικά πιο ακριβά. Η διηλεκτρική σταθερά είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για τη μέτρηση με ραντάρ. Τα υλικά με χαμηλή διηλεκτρική ισχύ θα μπορούσαν να αποδυναμώσουν την αντανάκλαση του σήματος ηχούς, οδηγώντας σε ασταθή ή απώλεια μέτρησης.
Συνοπτικά, όταν ο χρήστης αποφασίσει να εφαρμόσει μέτρηση στάθμης χωρίς επαφή, ο υπερηχητικός αισθητήρας θα ήταν ιδανικός για μέτριες συνθήκες λειτουργίας και έργα με περιορισμένο προϋπολογισμό, ενώ το ραντάρ είναι κατάλληλο για πιο απαιτητικό περιβάλλον και επιδίωξη μετρήσεων υψηλών προδιαγραφών. Σε κάθε περίπτωση, είναι πρωταρχικής σημασίας να διασφαλιστεί ότι τα χαρακτηριστικά του μέσου και το περιβάλλον, καθώς και η δομή του συστήματος διεργασίας, ευνοούν την εφαρμογή της επιθυμητής μεθόδου μέτρησης χωρίς επαφή.
Σημειώσεις εγκατάστασης για όργανα χωρίς επαφή
- ✦ Η τοποθεσία εγκατάστασης πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο μακριά από την πηγή θορύβου
- ✦ Η ελαστική φλάντζα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τοποθέτηση σε περιβάλλον με κραδασμούς
- ✦ Η απόσταση από τον αισθητήρα έως το υψηλότερο εκτιμώμενο επίπεδο θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την τυφλή ζώνη μέτρησης
- ✦ Η θέση του αισθητήρα πρέπει να διατηρεί μια συγκεκριμένη απόσταση από το τοίχωμα του δοχείου ανάλογα με τη γωνία εκπομπής
- ✦ Η περιοχή μέτρησης πρέπει να είναι απαλλαγμένη από εμπόδια που είναι πιθανό να προκαλέσουν παρεμβολές σήματος, όπως σκάλα ή εγκάρσια δοκό
- ✦ Για μέτρηση στερεού μέσου, η θέση τοποθέτησης πρέπει να αποφεύγει την περιοχή ανοίγματος τροφοδοσίας υλικού
- ✦ Είναι καλύτερο να αποφεύγετε τις μεγάλες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο σημείο εγκατάστασης του οργάνου
- ✦ Ο αισθητήρας πρέπει να είναι κάθετος στην επιφάνεια του μέσου για να εξασφαλίζεται η καλύτερη δυνατή απόδοση
Shanghai Wangyuanείναι ένας έμπειρος κατασκευαστής οργάνων για πάνω από 20 χρόνια, που προμηθεύει υπερηχητικούς και ραντάρ αισθητήρες στάθμης χωρίς επαφή, καθώς και άλλους τύπους οργάνων μέτρησης στάθμης. Μη διστάσετε να μας συμβουλευτείτε για τα ερωτήματά σας σχετικά με προϊόντα μέτρησης στάθμης χωρίς επαφή.
Ώρα δημοσίευσης: 11 Μαρτίου 2025