سنسور التراسونیک سطح مخازن

اصل کار سنسور التراسونیک سطح مخازن

سنسور التراسونیک سطح مخازن در بالای مخزن سوار شده و یک پالس اولتراسونیک را به داخل مخزن منتقل می کند. این پالس ، با سرعت صدا حرکت می کند ، از سطح مایع به ترانسمیتر باز می گردد. ترانسمیتر التراسونیک زمان تاخیر بین سیگنال اکو منتقل شده و دریافت شده را اندازه می گیرد و ریزپردازنده درون برد فاصله را با سطح مایع با استفاده از فرمول محاسبه می کند. فاصله = (سرعت صدا در تأخیر زمان x هوا) / 2 هنگامی که ترانسمیتر التراسونیک با رفرنس پایین برنامه برنامه ریزی می شود – معمولاً پایین مخزن – سطح مایع توسط ریزپردازنده محاسبه می شود. معادله اصلی برای محاسبه سطح مخزن است. سطح = ارتفاع مخزن – فاصله

مفهوم اساسی و عناصر اندازه گیری سنسور التراسونیک سطح مخازن

حداقل اندازه گیری فاصله (Xm): (همچنین به عنوان “گروه مرده” نیز شناخته می شود) ویژگی مشترکی برای کلیه مترهای سطح اولتراسونیک است. این یک برد کوتاه در مقابل حسگر است که در آن دستگاه اولتراسونیک نمی تواند اندازه گیری کند.

حداکثر فاصله اندازه گیری (XM): طولانی ترین دور در شرایط ایده آل که در آن دستگاه می تواند اندازه گیری کند. هیچ اندازه گیری بیش از این فاصله امکان پذیر نیست فرستنده سطح اولتراسونیک ، که محاسبات را برای تبدیل مسافت سفر موج به معیار سطح در مخزن انجام می دهد. گذشت زمان بین شلیک صدا پشت سر هم و دریافت echo برگشت مستقیم با فاصله بین مبدل و ماده موجود در کشتی متناسب است. این ماده معمولاً دارای هوا از سطح مواد است اما می تواند پتو برخی از گازها یا بخارات دیگر باشد. این ابزار زمان برای پشت سر هم ترکیدن به سطح بازتاب و بازگشت را اندازه گیری می کند. این زمان با فاصله از مبدل به سطح متناسب خواهد بود و می توان از آن برای تعیین سطح مایع در مخزن استفاده کرد. این اصل اساسی در قلب فناوری اندازه گیری اولتراسونیک نهفته است و در معادله نشان داده شده است: فاصله = (سرعت Sound x Time) / 2. این دستگاه های غیرقابل تماس در مدل هایی موجود هستند که می توانند قرائت ها را به خروجی 4-20 میلی آمپر به DCS ، PLC یا سایر سیستم های از راه دور تبدیل کنند. دامنه فرکانس برای روش های اولتراسونیک در دامنه 15… 200 کیلوهرتز است. ابزارهای فرکانس پایین برای کاربردهای دشوارتر استفاده می شوند. مانند مسافت های طولانی تر و اندازه گیری سطح جامد و اندازه گیری فرکانس بالاتر برای اندازه گیری سطح مایع کوتاهتر استفاده می شود.

برای کاربردهای عملی از روش اندازه گیری اولتراسونیک ، باید تعدادی از عوامل در نظر گرفته شود. چند نکته مهم عبارتند از:

• سرعت صدا از طریق محیط (معمولاً هوا) با دمای متوسط ​​متفاوت است. مبدل ممکن است دارای یک حسگر دما باشد تا تغییرات دمای کار را تغییر دهد که باعث افزایش سرعت صدا و از این رو محاسبه مسافتی می شود که اندازه گیری دقیق سطح را تعیین می کند. جبران دما برای پاسخ دادن به واریانس دمای یکنواخت محیط صدا فراهم شده است. سنسور دما در داخل مبدل قرار گرفته و سیگنال از طریق سیم کشی مبدل به فرستنده فرستاده می شود. به صورت اختیاری ، یک سنسور دمای متناوب می تواند به جای استفاده از سنسور دمای انتگرال ، برای تأمین ورودی دما استفاده شود. در صورت ثابت ماندن دمای محیط صدا ، به جای استفاده از جبران دمای انتگرال یا سنسور از راه دور ، ممکن است در طول پیکربندی فرستنده فرستنده ، دمای مورد نظر وارد شود.

• وجود فوم / گرد و غبار سنگین روی سطح مواد می تواند به عنوان جاذب صدا عمل کند. در برخی موارد ، جذب ممکن است برای جلوگیری از استفاده از تکنیک اولتراسونیک کافی باشد. برای افزایش کارایی در جایی که فوم / گرد و غبار یا سایر عوامل در حرکت موج از سطح مایع و از سطح مایع تأثیر می گذارد ، برخی از مدل ها می توانند دارای یک راهنمای پرتوی متصل به مبدل باشند.

مزایا ترانسمیتر التراسونیک

• ترانسمیتر اولتراسونیک به راحتی بر روی مخازن خالی یا مخازن حاوی مایع نصب می شوند.

• تنظیم ساده است و دستگاه هایی که قابلیت برنامه نویسی در هیئت مدیره را دارند ، می توانند در عرض چند دقیقه تنظیم شوند.

• از آنجا که هیچ تماسی با رسانه ها و قطعات متحرک وجود ندارد ، دستگاه ها تقریباً بدون تعمیر و نگهداری هستند. مواد مرطوب شده معمولاً یک فلوئوروپلیمر بی اثر هستند و در برابر خوردگی بخارهای چگالنده مقاوم هستند.

• از آنجا که دستگاه غیر تماسی است ، اندازه گیری سطح از تغییر در چگالی مایع ، دی الکتریک یا ویسکوزیته بی تاثیر است و در مایعات آبی و بسیاری از مواد شیمیایی عملکرد خوبی دارد.

• تغییر در دمای فرایند باعث افزایش سرعت پالس اولتراسونیک در فضای بالای مایع می شود ، اما جبران دمای داخلی به طور خودکار این مسئله را اصلاح می کند.

• تغییرات فشار فرآیند بر اندازه گیری تأثیر نمی گذارد.

محدودیت ها

• ترانسمیتر اولتراسونیک به پالس که در طول پرواز آن بی تأثیر است اعتماد می کنند. از مایعاتی که بخارهای سنگین ، بخار یا لایه بخار ایجاد می کنند ، باید اجتناب شود (در این موارد از فرستنده رادار استفاده کنید). از آنجا که پالس برای عبور از هوا نیاز به هوا دارد ، کاربردهای خلاء امکان پذیر نیست.

• مواد ساخت و ساز عموماً دمای فرایند را در حدود 158 درجه فارنهایت (70 درجه سانتیگراد) و فشار به 43 psig (3 بار) محدود می کنند.

• وضعیت سطح مایع نیز مهم است. برخی از آشفتگی ها قابل تحمل است ، اما کف کردن اغلب باعث از بین رفتن صدای بازگشت می شود.

• انسداد در مخزن ، مانند لوله ها ، میله های تقویتی و همزن باعث ایجاد مدفوع کاذب خواهد شد ، اما بیشتر فرستنده ها از الگوریتم های نرم افزاری پیچیده ای برخوردار هستند تا امکان نقاب زدن یا نادیده گرفتن این مداحان را داشته باشند.

• ترانسمیتر  اولتراسونیک را می توان در سیلوهای حاوی محصولات خشک مانند گلوله ها ، دانه ها یا پودرها استفاده کرد ، اما تهیه آنها این مشکل است. عواملی مانند زاویه سطح محلول ، گرد و غبار و دوربرد باید در نظر گرفته شود. یک ترانسمیتر رادار Guided Wave Radar برای کاربردهای محصول خشک مناسب تر است.