La misurazione di livello senza contatto è una delle tecnologie essenziali nell'automazione industriale. Questo approccio consente il monitoraggio dei livelli di liquidi o solidi in serbatoi, contenitori o canali aperti senza interazione fisica con il fluido. Tra i metodi senza contatto più diffusi vi sono i misuratori di livello a ultrasuoni e a radar. Se si desidera applicare una misurazione senza contatto al controllo di livello, la comprensione del funzionamento dei misuratori di livello a ultrasuoni e a radar è fondamentale per effettuare la scelta più appropriata per lo specifico scenario.
Principio di funzionamento
Indicatori di livello a ultrasuoniIl funzionamento si basa sull'emissione di impulsi di onde sonore ad alta frequenza per determinare la distanza tra il sensore e la superficie del mezzo liquido/solido. Queste onde si propagano nell'aria, si riflettono sulla superficie del materiale e ritornano al sensore. La distanza può essere determinata dal tempo impiegato dall'onda per percorrere il tragitto. Pertanto, lo strumento viene posizionato a una distanza immediatamente sopra la superficie del mezzo, senza che alcuna parte debba essere toccata direttamente o immersa nel mezzo stesso.
Indicatori di livello radarQuesto metodo utilizza onde elettromagnetiche (microonde) anziché il suono per determinare il livello di un mezzo liquido o solido. Analogamente, i segnali a microonde vengono emessi verso la superficie del mezzo, riflessi e ricevuti dallo strumento. Durante il processo non vi è alcun contatto fisico tra il corpo dello strumento e il mezzo. Registrando il tempo di volo dei segnali ottici, 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,
DDistanza dalla superficie del mezzo allo strumento
CVelocità del suono (per gli ultrasuoni) Velocità della luce (per il radar)
T: Intervallo di tempo tra l'emissione e la ricezione
L: Livello medio da misurare
HAltezza dal fondo del recipiente 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 con il fluido, come galleggianti, sonde o linee di impulso. L'installazione è semplificata poiché i dispositivi vengono montati esternamente e i requisiti di manutenzione e i tempi di inattività sono spesso ridotti al minimo grazie al design non invasivo. Settori come la lavorazione chimica, il trattamento delle acque e la produzione alimentare possono trarre grande vantaggio 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 diverse geometrie di serbatoi.
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 ha generalmente un costo inferiore ed è quindi preferibile in applicazioni con vincoli di budget. Tuttavia, le prestazioni degli strumenti a ultrasuoni sono maggiormente soggette agli effetti ambientali di polvere, schiuma, turbolenza dell'aria, temperature e umidità estreme, che possono assorbire o deviare le onde sonore e causare problemi di perdita di segnale.
Il misuratore di livello radar, d'altro canto, 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 affliggono 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, portando a misurazioni instabili o alla perdita del segnale.
In sintesi, quando l'utente decide di applicare la misurazione di livello senza contatto, il sensore a ultrasuoni risulta ideale per condizioni operative moderate e progetti con budget limitato, mentre il radar è più adatto ad ambienti più impegnativi e alla ricerca di misurazioni di alto livello. In ogni caso, è fondamentale accertarsi che le caratteristiche del fluido, l'ambiente e la struttura del sistema di processo siano favorevoli all'implementazione del metodo di misurazione senza contatto desiderato.
Note di installazione per strumenti contactless
- ✦ 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 dal sensore al livello stimato più alto deve essere maggiore della zona cieca di misurazione.
- ✦ La posizione del sensore deve 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 materiali solidi, la posizione di montaggio deve evitare l'area di apertura per l'alimentazione del materiale.
- ✦ È preferibile evitare forti sbalzi 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 WangyuanSiamo un'azienda con oltre 20 anni di esperienza nella produzione di strumentazione, specializzata nella fornitura di sensori di livello senza contatto a ultrasuoni e radar, nonché di altri tipi di strumenti di misurazione del livello. Non esitate a contattarci per qualsiasi richiesta relativa ai prodotti per la misurazione del livello senza contatto.
Data di pubblicazione: 11 marzo 2025