Bezkontaktowy pomiar poziomu jest jedną z podstawowych technologii w automatyce przemysłowej. Podejście to umożliwia monitorowanie poziomu cieczy lub ciał stałych w zbiorniku, pojemniku lub otwartym kanale bez fizycznej interakcji z medium. Do najczęściej stosowanych metod bezkontaktowych należą ultradźwiękowe i radarowe mierniki poziomu. Jeśli użytkownik chciałby zastosować bezkontaktowy pomiar do kontroli poziomu, zrozumienie działania ultradźwiękowych i radarowych mierników poziomu pomoże dokonać właściwego wyboru dla konkretnego scenariusza.
Zasada działania
Wskaźniki poziomu ultradźwiękowedziałają poprzez emitowanie impulsów fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości, aby znaleźć zasięg od czujnika do powierzchni ośrodka ciekłego/stałego. Fale te przemieszczają się przez powietrze, odbijają się od powierzchni materiału i wracają do czujnika. Odległość można określić na podstawie czasu spędzonego na podróży fali. Dlatego instrument jest rozmieszczony w odległości tuż nad powierzchnią ośrodka, bez konieczności bezpośredniego dotykania lub zanurzania jakiejkolwiek części w ośrodku.
Wskaźniki poziomu radarowegowykorzystuje fale elektromagnetyczne (mikrofale) zamiast dźwięku, aby określić poziom medium cieczy lub ciała stałego. Podobnie sygnały mikrofalowe są emitowane w kierunku powierzchni medium, a następnie odbijane i odbierane z powrotem do instrumentu. Podczas procesu nie ma również fizycznego kontaktu między korpusem instrumentu a medium. Poprzez rejestrowanie czasu lotu sygnałów falowych można obliczyć odległość od instrumentu do powierzchni materiału.
Pomiary poziomu obu typów opierają się na tych samych wzorach:
D = (C*T)/2
L = H - D
Gdzie,
D: Odległość od powierzchni medium do instrumentu
C:Prędkość dźwięku (dla ultradźwięków)prędkość światła (dla radaru)
T:Odstęp czasu od emisji do odbioru
L:Średni poziom do zmierzenia
H:Wysokość od dna statku do instrumentu
Różnią się od typowych przyrządów opartych na kontakcie, eliminacja fizycznego kontaktu z substancją, technologie ultradźwiękowe i radarowe wyróżniają się w kontroli poziomu materiałów żrących, lepkich lub niebezpiecznych, które mogą uszkodzić lub zatkać zwilżane elementy, takie jak pływaki, sondy lub przewody impulsowe. Instalacja jest uproszczona, ponieważ urządzenia są montowane zewnętrznie, a wymagania dotyczące konserwacji i przestoju są często ograniczone do minimum ze względu na nieinwazyjną konstrukcję. Branże takie jak przetwórstwo chemiczne, uzdatnianie wody i produkcja żywności mogą w dużym stopniu skorzystać z ultradźwiękowych i radarowych bezkontaktowych czujników poziomu ze względu na ich wszechstronność i niezawodność w zakresie kontroli procesów cieczy, płynów, zawiesin i ciał stałych w różnych geometriach zbiorników.
Porównanie ultradźwięków i radarów
Ultradźwiękowy miernik poziomu jest łatwy w instalacji i wymaga minimalnej konfiguracji. W porównaniu do radarowego miernika poziomu, ultradźwiękowy jest zwykle tańszy i dlatego jest preferowany w zastosowaniach z ograniczeniami budżetowymi. Jednak wydajność instrumentów ultradźwiękowych jest bardziej podatna na wpływy środowiskowe, takie jak kurz, piana, turbulencje powietrza oraz ekstremalne temperatury i wilgotność, które mogą pochłaniać lub odchylać fale dźwiękowe i powodować problem z utraconą falą.
Z drugiej strony, radarowy wskaźnik poziomu jest znany z wysokiej precyzji, dużego zasięgu i sprawdzonej niezawodności w trudnych warunkach pracy. Jest mniej podatny na czynniki, które utrudniają technologię ultradźwiękową. Niemniej jednak oznacza to, że produkty radarowe są generalnie droższe. Stała dielektryczna jest kolejnym ważnym czynnikiem w pomiarach radarowych. Materiały o niskiej dielektryczności mogą osłabiać odbicie sygnału echa, co prowadzi do niestabilności lub utraty pomiaru.
Podsumowując, gdy użytkownik zdecyduje się na zastosowanie bezkontaktowego pomiaru poziomu, czujnik ultradźwiękowy będzie idealny do umiarkowanych warunków pracy i projektów o ograniczonym budżecie, podczas gdy radar jest odpowiedni do bardziej wymagających warunków i dążenia do pomiaru o wysokim standardzie. W każdym przypadku najważniejsze jest upewnienie się, że charakterystyka medium i środowiska, a także struktura systemu procesowego sprzyjają wdrożeniu pożądanej metody pomiaru bezkontaktowego.
Notatki dotyczące instalacji instrumentów bezstykowych
- ✦ Miejsce instalacji powinno znajdować się jak najdalej od źródła hałasu
- ✦ Uszczelkę gumową można stosować do montażu w środowisku narażonym na wibracje
- ✦ Odległość od czujnika do najwyższego szacowanego poziomu powinna być większa niż martwa strefa pomiaru
- ✦ Położenie czujnika powinno zachować pewną odległość od ściany pojemnika, zgodnie z kątem emisji
- ✦ Obszar pomiarowy powinien być wolny od przeszkód, które mogą powodować zakłócenia sygnału, takich jak drabina lub belka poprzeczna.
- ✦ W przypadku pomiaru medium stałego pozycja montażu powinna unikać obszaru otworu doprowadzającego materiał
- ✦ Najlepiej unikać dużych wahań temperatury w miejscu instalacji urządzenia
- ✦ Sonda czujnika powinna być ustawiona prostopadle do powierzchni medium, aby zapewnić najlepszą wydajność
Szanghaj Wangyuanjest doświadczonym producentem urządzeń pomiarowych od ponad 20 lat, dostarczającym ultradźwiękowe i radarowe bezkontaktowe czujniki poziomu, a także inne rodzaje urządzeń do pomiaru poziomu. Zapraszamy do kontaktu z nami w sprawie zapytań dotyczących bezkontaktowych produktów do pomiaru poziomu.
Czas publikacji: 11-03-2025