Berøringsfri nivåmåling er en av de viktigste teknologiene innen industriell automatisering. Denne metoden muliggjør overvåking av væske- eller faststoffnivåer i tanker, beholdere eller åpne kanaler uten fysisk interaksjon med mediet. Blant de mest brukte berøringsfrie metodene er ultralyd- og radarnivåmålere. Hvis brukeren ønsker å bruke berøringsfri måling for nivåkontroll, hjelper forståelse av driften av ultralyd- og radarnivåmålere med å ta passende valg for et bestemt scenario.
Prinsipp for drift
Ultralydnivåmålerefungerer ved å sende ut høyfrekvente lydbølger for å finne avstanden fra sensoren til overflaten av det flytende/faste mediet. Disse bølgene beveger seg gjennom luften, reflekteres fra materialoverflaten og returnerer til sensoren. Avstanden kan bestemmes av tiden som brukes på bølgens reise. Derfor plasseres instrumentet i en avstand rett over mediets overflate, uten at noen del trenger å berøres direkte eller senkes ned i mediet.
Radarnivåmålerebruker elektromagnetiske bølger (mikrobølger) i stedet for lyd for å bestemme mediets nivå av væske eller fast stoff. På samme måte sendes mikrobølgesignaler mot mediets overflate, reflekteres deretter og mottas tilbake til instrumentet. Under prosessen er det heller ingen fysisk kontakt mellom instrumentkroppen og mediet. Ved å registrere bølgesignalenes flukttid kan avstanden fra instrumentet til materialoverflaten beregnes.
Nivåmålinger av de to typene deler de samme formlene:
D = (C*T)/2
L = H - D
Hvor,
DAvstand fra mediets overflate til instrumentet
CLydhastighet (for ultralyd) lyshastighet (for radar)
TTidsintervall fra sending til mottak
LMiddels nivå som skal måles
HHøyde fra bunnen av karet til instrumentet
Ultralyd- og radarteknologier, som skiller seg fra vanlige kontaktbaserte instrumenter, eliminerer fysisk kontakt med stoffet og utmerker seg i nivåkontroll av etsende, viskøse eller farlige materialer som kan skade eller tette til fuktede komponenter som flottører, sonder eller impulsledninger. Installasjonen er forenklet siden enhetene er montert eksternt, og vedlikehold og nedetid ofte holdes på et minimum på grunn av den ikke-invasive designen. Industrier som kjemisk prosessering, vannbehandling og matproduksjon kan dra stor nytte av ultralyd- og radar-nivåsensorer uten kontakt på grunn av deres allsidighet og pålitelighet blant prosesskontroll av væske, væske, slam og faste stoffer på tvers av ulike tankgeometrier.
Sammenligning mellom ultralyd og radar
Ultralydnivåmålere er enkle å installere og krever minimalt oppsett. Sammenlignet med radarnivåmålere koster ultralydmåleren vanligvis mindre og er derfor foretrukket i applikasjoner med budsjettbegrensninger. Imidlertid er ytelsen til ultralydinstrumenter mer utsatt for miljøeffekter av støv, skum, luftturbulens og ekstrem temperatur og fuktighet som kan absorbere eller avbøye lydbølger og forårsake problemer med tapt bølge.
Radarnivåmålere er derimot kjent for høy presisjon, lang rekkevidde og dokumentert pålitelighet i tøffe driftsmiljøer. Den er mindre utsatt for faktorer utover det som forstyrrer ultralydteknologi. Likevel betyr det at radarprodukter generelt er dyrere. Dielektrisk konstant er en annen viktig faktor for radarmåling. Materialer med lav dielektrisk konsistens kan svekke refleksjonen av ekkosignalet, noe som fører til ustabil eller tapt måling.
Oppsummert, når brukeren bestemmer seg for å bruke berøringsfri nivåmåling, vil ultralydsensoren være ideell for moderate arbeidsforhold og budsjettbevisste prosjekter, mens radar er kvalifisert for mer utfordrende miljøer og jakten på målinger av høy standard. Uansett er det avgjørende å forsikre seg om at mediets egenskaper og miljø, samt strukturen til prosessystemet, bidrar til implementering av den ønskede berøringsfrie målemetoden.
Installasjonsmerknader for kontaktløse instrumenter
- ✦ Installasjonsstedet bør være så langt unna støykilden som mulig
- ✦ Gummipakning kan brukes til montering i vibrasjonsmiljøer
- ✦ Avstanden fra sensoren til det høyeste estimerte nivået bør være større enn måleblindsonen
- ✦ Sensorposisjonen bør holde en viss avstand fra beholderveggen i henhold til utstrålingsvinkelen
- ✦ Måleområdet skal være fritt for hindringer som sannsynligvis vil forårsake signalforstyrrelser, som for eksempel stige eller tverrbjelke.
- ✦ For måling av fast medium bør monteringsposisjonen unngå åpningsområdet for materialinnmating
- ✦ Det er best å unngå store temperatursvingninger på instrumentets installasjonssted
- ✦ Sensorsonden skal være vinkelrett på mediets overflate for å sikre best mulig ytelse.
Shanghai Wangyuaner en erfaren instrumentprodusent med over 20 års erfaring innen levering av kontaktløse ultralyd- og radarnivåsensorer, samt andre typer nivåmåleinstrumenter. Ta gjerne kontakt med oss hvis du har spørsmål om kontaktløse nivåmålingsprodukter.
Publiseringstidspunkt: 11. mars 2025