La misurazione del livello senza contatto è una delle tecnologie essenziali nell'automazione industriale. Questo approccio consente il monitoraggio del livello di liquidi o solidi in serbatoi, contenitori o canali aperti senza interazione fisica con il fluido. Tra i metodi senza contatto più utilizzati ci sono i misuratori di livello a ultrasuoni e radar. Se l'utente desidera applicare la misurazione senza contatto al controllo di livello, la conoscenza del funzionamento dei misuratori di livello a ultrasuoni e radar aiuta a scegliere il sistema più adatto per ogni situazione specifica.
Principio di funzionamento
Misuratori di livello ad ultrasuoniFunzionano emettendo impulsi di onde sonore ad alta frequenza per determinare la distanza tra il sensore e la superficie del mezzo liquido/solido. Queste onde viaggiano nell'aria, si riflettono sulla superficie del materiale e ritornano al sensore. La distanza può essere determinata dal tempo impiegato dall'onda nel suo percorso. Pertanto, lo strumento viene installato a una distanza appena al di sopra della superficie del mezzo, senza che alcuna parte debba essere direttamente toccata o immersa nel mezzo.
Misuratori di livello radarUtilizza onde elettromagnetiche (microonde) al posto del suono per determinare il livello medio di un liquido o di un solido. Analogamente, i segnali a microonde vengono emessi verso la superficie del mezzo, quindi riflessi e ricevuti nuovamente dallo strumento. Durante il processo, inoltre, non vi è alcun contatto fisico tra il corpo dello strumento e il mezzo. Registrando il tempo di propagazione dei segnali d'onda, è possibile calcolare la distanza tra lo strumento e la superficie del materiale.
Le misurazioni di livello dei due tipi condividono le stesse formule:
D = (C*T)/2
L = H - D
Dove,
D: Distanza dalla superficie media allo strumento
C: Velocità del suono (per gli ultrasuoni) velocità della luce (per il radar)
T: Intervallo di tempo dall'emissione alla ricezione
L: Livello medio da misurare
H: Altezza dal fondo della nave allo strumento
A differenza dei comuni strumenti a contatto, che eliminano il contatto fisico con la sostanza, le tecnologie a ultrasuoni e radar eccellono nel controllo di livello di materiali corrosivi, viscosi o pericolosi che potrebbero danneggiare o ostruire i componenti a contatto come galleggianti, sonde o linee di impulso. L'installazione è semplificata poiché i dispositivi sono montati esternamente e la manutenzione e i tempi di fermo sono spesso ridotti al minimo grazie al design non invasivo. Settori come l'industria chimica, il trattamento delle acque e la produzione alimentare possono trarre grandi vantaggi dai sensori di livello senza contatto a ultrasuoni e radar per la loro versatilità e affidabilità nel controllo di processo di liquidi, fluidi, fanghi e solidi in serbatoi di diverse geometrie.
Confronto tra ultrasuoni e radar
Il misuratore di livello a ultrasuoni è facile da installare e richiede una configurazione minima. Rispetto al misuratore di livello radar, quello a ultrasuoni è solitamente più economico e quindi è preferito in applicazioni con budget limitati. Tuttavia, le prestazioni degli strumenti a ultrasuoni sono maggiormente soggette agli effetti ambientali di polvere, schiuma, turbolenza dell'aria e temperature e umidità estreme, che potrebbero assorbire o deviare le onde sonore e causare problemi di perdita d'onda.
Il misuratore di livello radar, d'altra parte, è noto per l'elevata precisione, la lunga portata e la comprovata affidabilità in ambienti operativi difficili. È meno suscettibile ai fattori sopra menzionati che ostacolano la tecnologia a ultrasuoni. Tuttavia, ciò significa che i prodotti radar sono generalmente più costosi. La costante dielettrica è un altro fattore importante per la misurazione radar. Materiali con bassa costante dielettrica potrebbero indebolire la riflessione del segnale di eco, causando misurazioni instabili o addirittura perse.
In sintesi, quando l'utente decide di utilizzare la misurazione di livello senza contatto, il sensore a ultrasuoni è ideale per condizioni di lavoro moderate e progetti con un budget limitato, mentre il radar è idoneo per ambienti più impegnativi e per il raggiungimento di standard di misurazione elevati. In ogni caso, è fondamentale accertarsi che le caratteristiche del mezzo e l'ambiente, nonché la struttura del sistema di processo, siano compatibili con l'implementazione del metodo di misurazione senza contatto desiderato.
Note di installazione per strumenti senza contatto
- ✦ Il luogo di installazione deve essere il più lontano possibile dalla fonte di rumore
- ✦ La guarnizione in gomma può essere utilizzata per il montaggio in ambienti con vibrazioni
- ✦ La distanza tra il sensore e il livello più alto stimato dovrebbe essere maggiore della zona cieca di misurazione
- ✦ La posizione del sensore dovrebbe mantenere una certa distanza dalla parete del contenitore in base all'angolo di emissione
- ✦ L'area di misurazione deve essere libera da ostacoli che potrebbero causare interferenze al segnale, come scale a pioli o travi trasversali.
- ✦ Per la misurazione di mezzi solidi, la posizione di montaggio deve evitare l'area di apertura dell'alimentazione del materiale
- ✦ È meglio evitare grandi fluttuazioni di temperatura nel luogo di installazione dello strumento
- ✦ La sonda del sensore deve essere perpendicolare alla superficie del mezzo per garantire le migliori prestazioni
Shangai Wangyuanè un produttore di strumentazione con oltre 20 anni di esperienza nella fornitura di sensori di livello senza contatto a ultrasuoni e radar, nonché di altri tipi di strumenti di misura del livello. Non esitate a contattarci per qualsiasi richiesta relativa ai prodotti per la misura del livello senza contatto.
Data di pubblicazione: 11-03-2025