Огляд ультразвукового датчика рівня рідини
Будучи безконтактним вимірювальним приладом рівня, ультразвуковий датчик рівня рідини має такі особливості, як висока точність вимірювання, легке встановлення та в основному не потребує обслуговування. Ультразвуковий датчик рівня також може вимірювати рівень рідини в резервуарах або контейнерах, також підходить для стічних вод і корозійних випадків. Ультразвуковий датчик рівня рідини також може вимірювати потік витратомірів з відкритим каналом у поєднанні з димоходами та водозливами. Таким чином, ультразвуковий датчик рівня рідини використовується в сталеливарній, нафтохімічній промисловості, ультразвуковий датчик рівня для каналізаційних резервуарів, очищення води та водозбереження та багатьох інших галузях промисловості чи галузях, які все ширше використовуються, його можна використовувати як ультразвуковий датчик рівня палива, ультразвуковий датчик рівня води, ультразвуковий датчик рівня для дизельного бака, ультразвуковий датчик рівня для силосу, ультразвуковий датчик рівня твердих речовин, ультразвуковий датчик рівня контролера рідини тощо.
Принцип вимірювання ультразвукового датчика рівня рідини
Взагалі кажучи, звукова хвиля, частота коливань якої перевищує 20 кГц, називається ультразвуковою хвилею, яка відноситься до різновиду механічних хвиль. Ослаблення ультразвукових хвиль в рідині дуже мало, тому проникаюча здатність сильна. Ультразвуковий рівнемір використовує цю функцію для вимірювання рівня рідини.
Коли ультразвуковий датчик рівня рідини працює, ультразвуковий перетворювач (зонд) випромінює високочастотні імпульсні звукові хвилі, які відбиваються назад при зустрічі з поверхнею води, що вимірюється, а відбиті відлуння сприймаються перетворювачем і перетворюються в електричні сигнали. Час поширення звукової хвилі пропорційний відстані від перетворювача до поверхні вимірюваного середовища. Залежність між відстанню передачі акустичної хвилі L, швидкістю звуку C і часом передачі T можна виразити формулою (1):
L=C×T/2 (1)
Коли ультразвуковий датчик рівня рідини випромінює ультразвукові імпульси, він не може виявити відбиту луну одночасно. Оскільки переданий ультразвуковий імпульс має певну ширину в часі, а перетворювач має залишкову вібрацію після передачі ультразвукової хвилі, відбита луна не може бути виявлена протягом періоду, викликаючи відбиту хвилю та передану хвилю на невеликій ділянці під поверхнею зонда. перекривати один одного і не можна ідентифікувати. , не може бути виявлено нормально, ця область називається сліпою зоною вимірювання. Розмір сліпої зони залежить від діапазону ультразвукового рівнеміра.
Технічні характеристики ультразвукового датчика рівня рідини
- Діапазон рівня можна виміряти ультразвуковими передавачами рівня: 0-4 м, 6 метрів, 8 м, 0-12 м, 66 футів, 0-30 метрів, 40 футів.
- Корпус: NEMA 4X (IP67);
- Опція з тефлоновим ультразвуковим датчиком рівня для вимірювання корозійних рідин;
- Вихід і комунікації: 4-20 мА, RS-485 MODBUS, Profibus-DP, протокол HART;
- Опція з перемикачами та релейними виходами, може бути з 2,4 і макс. 6 SPDT, ультразвуковий датчик рівня контролера;
- Джерело живлення: DC 24V або AC 220V;
- Електронний датчик рівня рідини з цифровим дисплеєм або без дисплея, недорогий і економічний датчик рівня, дисплей має 4 цифри для вказівки діапазону рівня;
- Опція з Exia IIC T6, іскробезпечний вибухозахищений
- Заміна за низькою ціною для ультразвукового датчика рівня ifm, ультразвукового передавача рівня Siemens, ультразвукового датчика рівня sick, ультразвукового датчика рівня потоку, ультразвукового передавача рівня сірої лінії
Вимоги до встановлення та запобіжні заходи ультразвукового датчика рівня рідини
- (1) Фланцеве або різьбове встановлення зазвичай використовується під час встановлення ультразвукового датчика рівня, а підйом не рекомендується, оскільки підйом легко піддається впливу вітру та тряски:
- (2) Положення, де рівень рідини різко коливається, наприклад входу та випуску, слід уникати, наскільки це можливо, безпосередньо під зондом, як показано на малюнку 2:
- (3) Через наявність кута звукового променя ультразвуковий датчик рівня слід встановлювати на певній відстані від стіни або стінки басейну, як показано на малюнку 3:
- (4) У радіусі випромінювання ультразвукового променя не повинно бути жодних перешкод, а під час монтажу, наскільки це можливо, слід уникати об’єктів у басейні чи контейнері, таких як ескалатори, трубопроводи, змішувачі тощо:
- (5) Місце встановлення має бути якомога далі від обладнання, схильного до сильних електромагнітних перешкод.
- (6) Не встановлюйте кілька ультразвукових вимірювачів рівня рідини в одному контейнері, щоб уникнути перешкод один одному та спричинити помилки вимірювання.
- (7) Для контейнерів із дугоподібною верхньою частиною ультразвуковий датчик рівня рідини слід встановлювати подалі від центру верхньої частини резервуару, щоб уникнути утворення багаторазового відбиття ехосигналів, як показано на малюнку 4;
- (8) Для конічного контейнера з плоским верхом рівень повинен бути встановлений у центрі верху, наскільки це можливо, як показано на малюнку 5:
- (9) Якщо на контейнері є сопло, яке не можна вкоротити, щоб поверхня випромінювання зонда не могла виступати з внутрішньої стінки контейнера, або якщо відстань від поверхні випромінювання зонда до найвищого рівня рідини менша за сліпа зона, тому для правильного виявлення неможливо встановити подовжуючу трубку. Перпендикулярно до рівня рідини внутрішня стінка повинна бути гладкою:
- (10) Наскільки це можливо, слід уникати встановлення в місцях, де рівень рідини схильний до накопичення піни, плаваючих об’єктів або сильних коливань, оскільки це вплине на якість відлуння та створить помилкові відлуння, що вплине на точність вимірювання. При необхідності можлива установка дистиллятора, довжина якого дорівнює мінімальному рівню рідини. Необхідно переконатися, що рідина всередині та зовні труби може підніматися та опускатися вільно та синхронно, а внутрішня стінка має бути гладкою.
- (11) Намагайтеся не використовувати його в місцях з водяною парою. Якщо є пара, легко утворюються краплі води, які прилипають до поверхні датчика рівня, що вплине на нормальне вимірювання.
- (12) Позиція встановлення повинна уникати сильної вібрації. Якщо він встановлений у зоні легкої вібрації, можна встановити гумову прокладку для зменшення вібрації.
- (13) Під час встановлення на відкритому повітрі слід встановити сонцезахисну (дощову) кришку.
- (14) Сигнальна лінія має бути екранована та заземлена в одній точці.
- (15) Його слід використовувати за номінальної температури навколишнього середовища ультразвукових датчиків рівня рідини.
Температурна компенсація та корекція швидкості звуку
Залежність між швидкістю звуку в повітрі та температурою повітря V=(331,5+0,6t)м/с. З формули температурної компенсації цієї швидкості звуку видно, що швидкість звуку сильно залежить від температури. Вплив швидкості звуку становить 0,6 м/с. При 20°C і 1 стандартному атмосферному тиску швидкість звуку становить приблизно 344 м/с. Видно, що вплив на похибку вимірювання становить близько 0,17%. Коли похибка температури перевищує 3°C, похибка ультразвукового вимірювання рівня рідини становить більше 0,5%. Тому для корекції швидкості звуку слід виміряти температуру навколишнього середовища. У практичних застосуваннях ультразвуковий рівнемір із функцією температурної компенсації слід вибирати, щоб подолати вплив змін температури навколишнього середовища на вимірювання рівня рідини.
Загальна діагностика несправностей
Якщо під час використання ультразвукового датчика рівня рідини виникає несправність, діагностику несправності можна здійснити відповідно до наступних методів, щоб швидко та правильно її усунути.
- (1) Перевірте правильність підключення проводів.
- (2) Якщо рівень рідини різко коливається, розгляньте відповідне збільшення часу демпфування.
- (3) Чи є на поверхні зонда бризки або конденсат, що блокує передачу та прийом звукових хвиль.
- (4) Перевірте, чи не накопичується на рівні рідини та не плаває піна, що негативно вплине на відлуння.
- (5) Чи потрапляє рівень ультразвукової рідини в сліпу зону.
- (6) Чи знаходиться напруга джерела живлення в межах номінального діапазону:.
- (7) Чи є джерело перешкод навколо покажчика рівня?
- (8) Будь ласка, зверніться до відповідних пунктів цієї статті для перевірки та обробки, чи є встановлення розумним.
