Kosketukseton pinnankorkeuden mittaus on yksi teollisuusautomaation keskeisistä teknologioista. Lähestymistapa mahdollistaa nesteiden tai kiinteiden aineiden pinnantasojen seurannan säiliössä, astiassa tai avoimessa kanavassa ilman fyysistä vuorovaikutusta väliaineen kanssa. Yleisimmin käytettyjä kosketuksettomia menetelmiä ovat ultraääni- ja tutkatyyppiset pinnankorkeuden mittarit. Jos käyttäjä haluaa soveltaa kosketuksetonta mittausta pinnankorkeuden säätöön, ultraääni- ja tutkatyyppisten pinnankorkeuden mittareiden toiminnan ymmärtäminen auttaa tekemään sopivan valinnan tiettyyn tilanteeseen.
Toimintaperiaate
Ultraäänipinnan mittaritNe toimivat lähettämällä korkeataajuisia ääniaaltopurskeita löytääkseen etäisyyden anturista nesteen/kiinteän väliaineen pintaan. Nämä aallot kulkevat ilman läpi, heijastuvat materiaalin pinnasta ja palaavat anturiin. Etäisyys voidaan määrittää aallon matkaan kuluvan ajan perusteella. Siksi laite sijoitetaan suoraan väliaineen pinnan yläpuolelle ilman, että mitään osaa tarvitsee koskettaa suoraan väliaineeseen tai upottaa siihen.
Tutkapinnankorkeuden mittaritkäyttää äänen sijaan sähkömagneettisia aaltoja (mikroaaltoja) nesteen tai kiinteän aineen pinnan määrittämiseen. Vastaavasti mikroaaltosignaalit lähetetään kohti aineen pintaa, heijastuvat ja vastaanotetaan takaisin laitteeseen. Prosessin aikana laitteen rungon ja aineen välillä ei ole fyysistä kosketusta. Tallentamalla aaltosignaalien kulkuaikaa voidaan laskea laitteen ja materiaalin pinnan välinen etäisyys.
Molempien tyyppien tasonmittauksilla on samat kaavat:
D = (C*T)/2
L = K - I
Jossa,
DEtäisyys väliaineen pinnasta instrumenttiin
CÄänen nopeus (ultraääntä varten) valon nopeus (tutkaa varten)
TAikaväli lähetyksestä vastaanottoon
LMitattava keskitaso
HKorkeus astian pohjasta instrumenttiin
Ultraääni- ja tutkatekniikat eroavat tavallisista kosketuspohjaisista laitteista siinä, ettei fyysistä kosketusta aineen kanssa synny, ja ne ovat erinomaisia syövyttävien, viskoosien tai vaarallisten aineiden pinnankorkeuden hallinnassa, jotka voivat vahingoittaa tai tukkia kastuvia komponentteja, kuten kellukkeita, antureita tai impulssilinjoja. Asennus on yksinkertaistettu, koska laitteet asennetaan ulkopuolelle, ja huolto- ja seisokkiaikatarve pidetään usein minimaalisina ei-invasiivisen rakenteen ansiosta. Teollisuudenalat, kuten kemianteollisuus, vedenkäsittely ja elintarviketuotanto, voivat hyötyä suuresti ultraääni- ja tutkapohjaisista kosketuksettomista pinnankorkeuden antureista niiden monipuolisuuden ja luotettavuuden ansiosta nesteiden, lieteiden ja kiinteiden aineiden prosessien ohjauksessa erilaisissa säiliögeometrioissa.
Ultraäänen ja tutkan vertailu
Ultraäänipintamittari on helppo asentaa ja vaatii vain vähän asetuksia. Tutkapintamittariin verrattuna ultraäänipintamittari on yleensä halvempi ja siksi sitä suositaan budjettirajoitteisissa sovelluksissa. Ultraäänilaitteiden suorituskyky on kuitenkin alttiimpi ympäristön vaikutuksille, kuten pölylle, vaahdolle, ilman turbulenssille sekä äärimmäisille lämpötiloille ja kosteudelle, jotka voivat absorboida tai heijastaa ääniaaltoja ja aiheuttaa aaltokadon.
Tutkapintamittari taas tunnetaan suuresta tarkkuudestaan, pitkästä kantamastaan ja todistetusta luotettavuudestaan vaativissa käyttöolosuhteissa. Se on vähemmän altis edellä mainituille ultraäänitekniikkaa haittaaville tekijöille. Tämä tarkoittaa kuitenkin, että tutkatuotteet ovat yleensä kalliimpia. Dielektrisyysvakio on toinen tärkeä tekijä tutkamittauksissa. Alhaisen dielektrisyyden omaavat materiaalit voivat heikentää kaikusignaalin heijastumista, mikä johtaa epävakaaseen mittaukseen tai mittauksen menettämiseen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kun käyttäjä päättää käyttää kosketuksetonta pinnankorkeuden mittausta, ultraäänianturi on ihanteellinen kohtalaisiin käyttöolosuhteisiin ja budjettitietoisiin projekteihin, kun taas tutka sopii haastavampaan ympäristöön ja korkeatasoisten mittausten tavoitteluun. Joka tapauksessa on ensiarvoisen tärkeää varmistaa, että väliaineen ominaisuudet ja ympäristö sekä prosessijärjestelmän rakenne edistävät halutun kosketuksettoman mittausmenetelmän toteuttamista.
Kontaktittomien instrumenttien asennusohjeet
- ✦ Asennuspaikan tulee olla mahdollisimman kaukana melulähteestä
- ✦ Kumitiivistettä voidaan käyttää asennukseen tärinäympäristössä
- ✦ Anturin ja arvioidun korkeimman tason välisen etäisyyden tulisi olla suurempi kuin mittausalueen sokea alue.
- ✦ Anturin sijainnin tulisi pysyä tietyllä etäisyydellä säiliön seinämästä säteilykulman mukaan
- ✦ Mittausalueella ei saa olla esteitä, jotka voivat aiheuttaa signaalihäiriöitä, kuten askeltikkaita tai poikkipuita.
- ✦ Kiinteän väliaineen mittauksessa asennusasennon tulisi välttää materiaalin syöttöaukon aluetta
- ✦ On parasta välttää suuria lämpötilanvaihteluita laitteen asennuspaikassa
- ✦ Anturin anturin on oltava kohtisuorassa mittausalustaan nähden parhaan suorituskyvyn varmistamiseksi
Shanghai Wangyuanon kokenut instrumentointivalmistaja, joka on toimittanut yli 20 vuoden ajan ultraääni- ja tutkapohjaisia kontaktittomia pinta-antureita sekä muita pintamittauslaitteita. Ota rohkeasti yhteyttä, jos sinulla on kysyttävää kontaktittomista pintamittaustuotteista.
Julkaisun aika: 11.3.2025