Bezkontaktné meranie hladiny je jednou zo základných technológií v priemyselnej automatizácii. Tento prístup umožňuje monitorovanie hladín kvapalín alebo pevných látok v nádrži, kontajneri alebo otvorenom kanáli bez fyzickej interakcie s médiom. Medzi najpoužívanejšie bezkontaktné metódy patria ultrazvukové a radarové hladinomery. Ak chce používateľ aplikovať bezkontaktné meranie na reguláciu hladiny, pochopenie fungovania ultrazvukových a radarových hladinomerov pomôže pri výbere vhodného riešenia pre konkrétny scenár.
Princíp fungovania
Ultrazvukové hladinomeryfungujú tak, že vysielajú vysokofrekvenčné záblesky zvukových vĺn, aby zistili vzdialenosť od senzora k povrchu kvapalného/pevného média. Tieto vlny prechádzajú vzduchom, odrážajú sa od povrchu materiálu a vracajú sa k senzoru. Vzdialenosť možno určiť časom stráveným cestou vlny. Prístroj je preto umiestnený vo vzdialenosti tesne nad povrchom média bez toho, aby sa ho niektorá časť musela priamo dotýkať alebo ponárať do média.
Radarové hladinomeryNa určenie hladiny kvapaliny alebo pevnej látky využíva namiesto zvuku elektromagnetické vlny (mikrovlny). Podobne sa mikrovlnné signály vysielajú smerom k povrchu média, potom sa odrážajú a prijímajú späť do prístroja. Počas procesu tiež nedochádza k fyzickému kontaktu medzi telom prístroja a médiom. Zaznamenávaním času letu vlnových signálov je možné vypočítať vzdialenosť od prístroja k povrchu materiálu.
Merania hladiny oboch typov majú rovnaké vzorce:
D = (C*T)/2
L = V - Š
Kde,
DVzdialenosť od povrchu média k prístroju
CRýchlosť zvuku (pre ultrazvuk) rýchlosť svetla (pre radar)
TČasový interval od vysielania po príjem
LStredná hladina, ktorá sa má merať
HVýška od dna nádoby po prístroj
Na rozdiel od bežných kontaktných prístrojov, ktoré eliminujú fyzický kontakt s látkou, ultrazvukové a radarové technológie vynikajú v regulácii hladiny korozívnych, viskóznych alebo nebezpečných materiálov, ktoré by mohli poškodiť alebo upchať zmáčané komponenty, ako sú plaváky, sondy alebo impulzné vedenia. Inštalácia je zjednodušená, pretože zariadenia sú namontované externe a požiadavky na údržbu a prestoje sú vďaka neinvazívnemu dizajnu často minimalizované. Odvetvia ako chemické spracovanie, úprava vody a výroba potravín môžu výrazne profitovať z ultrazvukových a radarových bezkontaktných hladinových senzorov pre ich všestrannosť a spoľahlivosť pri regulácii procesov kvapalín, tekutín, kalov a pevných látok v nádržiach s rôznymi geometriami.
Porovnanie ultrazvuku a radaru
Ultrazvukový hladinomer sa ľahko inštaluje a vyžaduje minimálne nastavenie. V porovnaní s radarovým hladinomerom je ultrazvukový hladinomer zvyčajne lacnejší, a preto sa uprednostňuje v aplikáciách s obmedzeným rozpočtom. Výkon ultrazvukových prístrojov je však viac náchylný na vplyvy prostredia, ako je prach, pena, turbulencie vzduchu a extrémne teploty a vlhkosti, ktoré by mohli absorbovať alebo odchyľovať zvukové vlny a spôsobiť problém so stratenými vlnami.
Radarový hladinomer je na druhej strane známy svojou vysokou presnosťou, dlhým dosahom a overenou spoľahlivosťou v náročných prevádzkových podmienkach. Je menej náchylný na faktory, ktoré narúšajú ultrazvukovú technológiu. To však znamená, že radarové produkty sú vo všeobecnosti drahšie. Dielektrická konštanta je ďalším dôležitým faktorom pre radarové meranie. Materiály s nízkou dielektrickou konštantou by mohli oslabiť odraz ozveny, čo by viedlo k nestabilnému alebo stratenému meraniu.
Stručne povedané, ak sa používateľ rozhodne použiť bezkontaktné meranie hladiny, ultrazvukový senzor by bol ideálny pre mierne prevádzkové podmienky a rozpočtovo šetrné projekty, zatiaľ čo radar je vhodný pre náročnejšie prostredie a snahu o meranie vysokej kvality. V každom prípade je mimoriadne dôležité zabezpečiť, aby charakteristiky média a prostredia, ako aj štruktúra procesného systému, boli priaznivé pre implementáciu požadovanej bezkontaktnej metódy merania.
Poznámky k inštalácii bezkontaktných prístrojov
- ✦ Miesto inštalácie by malo byť čo najďalej od zdroja hluku
- ✦ Gumové tesnenie sa môže použiť na montáž v prostredí s vibráciami
- ✦ Vzdialenosť od senzora k najvyššej odhadovanej hladine by mala byť väčšia ako slepá zóna merania
- ✦ Poloha senzora by mala byť v určitej vzdialenosti od steny nádoby podľa uhla vyžarovania
- ✦ Meracia oblasť by mala byť bez prekážok, ktoré by mohli spôsobiť rušenie signálu, ako napríklad schodíky alebo priečky
- ✦ Pri meraní pevných médií by montážna poloha mala zabrániť oblasti otvoru pre prívod materiálu
- ✦ Najlepšie je vyhnúť sa veľkým teplotným výkyvom v mieste inštalácie prístroja
- ✦ Sonda senzora musí byť kolmá na povrch média, aby sa zabezpečil najlepší výkon
Šanghaj Wangyuanje skúsený výrobca prístrojov s viac ako 20-ročnými skúsenosťami, ktorý dodáva ultrazvukové a radarové bezkontaktné hladinové senzory, ako aj iné typy prístrojov na meranie hladiny. Neváhajte nás kontaktovať s vašimi otázkami týkajúcimi sa produktov na bezkontaktné meranie hladiny.
Čas uverejnenia: 11. marca 2025