Bezkontakta līmeņa mērīšana ir viena no būtiskākajām tehnoloģijām rūpnieciskajā automatizācijā. Šī pieeja ļauj uzraudzīt šķidruma vai cietvielu līmeņus tvertnē, konteinerā vai atklātā kanālā bez fiziskas mijiedarbības ar vidi. Starp visplašāk izmantotajām bezkontakta metodēm ir ultraskaņas un radara līmeņa mērītāji. Ja lietotājs vēlas izmantot bezkontakta mērījumus līmeņa kontrolei, ultraskaņas un radara tipa līmeņa mērītāju darbības izpratne palīdz veikt atbilstošu izvēli konkrētajā situācijā.
Darbības princips
Ultraskaņas līmeņa mērītājidarbojas, izstarojot augstas frekvences skaņas viļņu uzliesmojumus, lai noteiktu attālumu no sensora līdz šķidras/cietas vides virsmai. Šie viļņi pārvietojas pa gaisu, atstarojas no materiāla virsmas un atgriežas pie sensora. Attālumu var noteikt pēc viļņa ceļojumā pavadītā laika. Tāpēc instruments tiek izvietots tieši virs vides virsmas, nevienai tās daļai tieši nepieskaroties vai neiegremdējoties vidē.
Radara līmeņa mērītājiizmanto elektromagnētiskos viļņus (mikroviļņus) skaņas vietā, lai noteiktu šķidruma vai cietas vielas līmeni. Līdzīgi mikroviļņu signāli tiek izstaroti pret vides virsmu, pēc tam atstaroti un uztverti atpakaļ instrumentā. Procesa laikā nav arī fiziska kontakta starp instrumenta korpusu un vidi. Reģistrējot viļņu signālu lidojuma laiku, var aprēķināt attālumu no instrumenta līdz materiāla virsmai.
Abu veidu līmeņa mērījumiem ir vienādas formulas:
D = (C*T)/2
L = A - D
Kur,
DAttālums no vidējas virsmas līdz instrumentam
CSkaņas ātrums (ultraskaņai), gaismas ātrums (radaram)
TLaika intervāls no izstarojuma līdz uztveršanai
LVidējais līmenis, kas jāizmēra
HAugstums no trauka dibena līdz instrumentam
Atšķirībā no parastajiem kontakta instrumentiem, ultraskaņas un radara tehnoloģijas, kas novērš fizisku kontaktu ar vielu, izceļas korozīvu, viskozu vai bīstamu materiālu līmeņa kontrolē, kas varētu sabojāt vai aizsprostot mitrinātās sastāvdaļas, piemēram, pludiņus, zondes vai impulsu līnijas. Uzstādīšana ir vienkāršota, jo ierīces tiek uzstādītas ārēji, un apkopes un dīkstāves nepieciešamība bieži vien ir minimāla, pateicoties neinvazīvajam dizainam. Tādas nozares kā ķīmiskā pārstrāde, ūdens attīrīšana un pārtikas ražošana var gūt lielu labumu no ultraskaņas un radara bezkontakta līmeņa sensoriem, pateicoties to daudzpusībai un uzticamībai šķidrumu, šķidru vielu, suspensiju un cietvielu procesu kontrolē dažādās tvertņu ģeometrijās.
Ultraskaņas un radara salīdzinājums
Ultraskaņas līmeņa mērītāju ir viegli uzstādīt, un tam nepieciešama minimāla iestatīšana. Salīdzinot ar radara līmeņa mērītāju, ultraskaņas mērītājs parasti ir lētāks, tāpēc tas ir ieteicams lietojumos ar ierobežotu budžetu. Tomēr ultraskaņas instrumentu darbība ir vairāk pakļauta vides ietekmei, piemēram, putekļiem, putām, gaisa turbulencei un ekstremālai temperatūrai un mitrumam, kas var absorbēt vai novirzīt skaņas viļņus un izraisīt viļņu zudumu.
Savukārt radara līmeņa mērītājs ir pazīstams ar augstu precizitāti, lielu darbības rādiusu un pierādītu uzticamību skarbos darba apstākļos. Tas ir mazāk uzņēmīgs pret faktoriem, kas traucē ultraskaņas tehnoloģijai. Tomēr tas nozīmē, ka radara produkti parasti ir dārgāki. Dielektriskā konstante ir vēl viens svarīgs faktors radara mērījumos. Materiāli ar zemu dielektrisko īpašību var vājināt atbalss signāla atstarošanos, izraisot nestabilus vai pazaudētus mērījumus.
Rezumējot, ja lietotājs nolemj izmantot bezkontakta līmeņa mērīšanu, ultraskaņas sensors būtu ideāli piemērots mēreniem darba apstākļiem un budžetam draudzīgiem projektiem, savukārt radars ir piemērots sarežģītākai videi un augstu mērījumu standartu sasniegšanai. Jebkurā gadījumā ir ārkārtīgi svarīgi pārliecināties, ka vides īpašības un vide, kā arī procesa sistēmas struktūra veicina vēlamās bezkontakta mērīšanas metodes ieviešanu.
Bezkontakta instrumentu uzstādīšanas piezīmes
- ✦ Uzstādīšanas vietai jāatrodas pēc iespējas tālāk no trokšņa avota
- ✦ Gumijas blīvi var izmantot montāžai vibrācijas vidē
- ✦ Attālumam no sensora līdz augstākajam aprēķinātajam līmenim jābūt lielākam par mērījumu aklo zonu
- ✦ Sensora novietojumam jāatrodas noteiktā attālumā no konteinera sienas atbilstoši izstarojošajam leņķim
- ✦ Mērīšanas zonā nedrīkst atrasties šķēršļi, kas varētu izraisīt signāla traucējumus, piemēram, kāpnes vai šķērsstieņi.
- ✦ Cietvielu mērīšanai montāžas pozīcijai jāizvairās no materiāla padeves atveres zonas
- ✦ Vislabāk ir izvairīties no lielām temperatūras svārstībām instrumenta uzstādīšanas vietā
- ✦ Sensora zondei jābūt perpendikulārai vidējai virsmai, lai nodrošinātu vislabāko veiktspēju
Šanhaja Vanjuaņair pieredzējis instrumentu ražotājs, kas vairāk nekā 20 gadus piegādā ultraskaņas un radara bezkontakta līmeņa sensorus, kā arī cita veida līmeņa mērīšanas instrumentus. Lūdzu, sazinieties ar mums, ja jums ir jautājumi par bezkontakta līmeņa mērīšanas produktiem.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 11. marts