Επισκόπηση του αισθητήρα στάθμης υγρού υπερήχων
Ως όργανο μέτρησης στάθμης χωρίς επαφή, ο αισθητήρας στάθμης υγρού υπερήχων έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής ακρίβειας μέτρησης, εύκολης εγκατάστασης και βασικά χωρίς συντήρηση. Ο αισθητήρας στάθμης υπερήχων μπορεί επίσης να μετρήσει τη στάθμη του υγρού σε δεξαμενές ή δοχεία, επίσης κατάλληλο για λύματα και διαβρωτικές περιπτώσεις. Ο πομπός στάθμης υγρού υπερήχων μπορεί επίσης να μετρήσει τη ροή των μετρητών ροής ανοιχτού καναλιού σε συνδυασμό με καπναγωγούς και φράγματα. Ως εκ τούτου, ο αισθητήρας στάθμης υγρού υπερήχων χρησιμοποιείται σε χάλυβα, πετροχημικό, αισθητήρα στάθμης υπερήχων για δεξαμενή λυμάτων, επεξεργασία νερού και εξοικονόμηση νερού και πολλές άλλες βιομηχανίες ή πεδία έχουν χρησιμοποιηθεί όλο και πιο ευρέως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αισθητήρας στάθμης καυσίμου υπερήχων, υπερήχων αισθητήρας στάθμης νερού, αισθητήρας στάθμης υπερήχων για δεξαμενή ντίζελ, αισθητήρας στάθμης υπερήχων για σιλό, αισθητήρας στάθμης υπερήχων για στερεά, ελεγκτής στάθμης αισθητήρα υπερήχων υγρού κ.λπ.
Αρχή μέτρησης του αισθητήρα στάθμης υγρού υπερήχων
Σε γενικές γραμμές, το ηχητικό κύμα του οποίου η συχνότητα δόνησης υπερβαίνει τα 20 kHz ονομάζεται κύμα υπερήχων, το οποίο ανήκει σε ένα είδος μηχανικού κύματος. Η εξασθένηση των κυμάτων υπερήχων στο υγρό είναι πολύ μικρή, επομένως η διεισδυτική ικανότητα είναι ισχυρή. Ο μετρητής στάθμης υπερήχων χρησιμοποιεί αυτή τη δυνατότητα για τη μέτρηση της στάθμης του υγρού.
Όταν ο αισθητήρας στάθμης υγρού υπερήχων λειτουργεί, ο μορφοτροπέας υπερήχων (ανιχνευτής) εκπέμπει παλμικά ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας, τα οποία αντανακλώνται όταν συναντούν την επιφάνεια του προς μέτρηση νερού και οι ανακλώμενες ηχώ λαμβάνονται από τον μορφοτροπέα και μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα. Ο χρόνος διάδοσης του ηχητικού κύματος είναι ανάλογος της απόστασης από τον μορφοτροπέα στην επιφάνεια του μετρούμενου μέσου. Η σχέση μεταξύ της απόστασης μετάδοσης ακουστικού κύματος L, της ταχύτητας του ήχου C και του χρόνου μετάδοσης T μπορεί να εκφραστεί με τον τύπο (1):
L=C×T/2 (1)
Όταν ο αισθητήρας στάθμης υγρού υπερήχων εκπέμπει παλμούς υπερήχων, δεν μπορεί να ανιχνεύσει την ανακλώμενη ηχώ ταυτόχρονα. Επειδή ο εκπεμπόμενος υπερηχητικός παλμός έχει ορισμένο χρονικό πλάτος και ο μορφοτροπέας έχει υπολειπόμενη δόνηση μετά τη μετάδοση του υπερηχητικού κύματος, η ανακλώμενη ηχώ δεν μπορεί να ανιχνευθεί κατά τη διάρκεια της περιόδου, προκαλώντας το ανακλώμενο κύμα και το μεταδιδόμενο κύμα σε μια μικρή περιοχή κάτω από την επιφάνεια του ανιχνευτή να επικαλύπτονται και δεν μπορούν να αναγνωριστούν. , δεν μπορεί να ανιχνευθεί κανονικά, αυτή η περιοχή ονομάζεται τυφλή περιοχή μέτρησης. Το μέγεθος της τυφλής ζώνης σχετίζεται με το εύρος του μετρητή στάθμης υπερήχων.
Προδιαγραφές αισθητήρα στάθμης υγρού υπερήχων
- Το εύρος στάθμης μπορεί να μετρηθεί με πομπούς στάθμης υπερήχων: 0-4 μέτρα, 6 μέτρα, 8 μέτρα, 0-12 μέτρα, 66 πόδια, 0-30 μέτρα, 40 πόδια.
- Περίβλημα: NEMA 4X (IP67);
- Επιλογή με αισθητήρα στάθμης υπερήχων υλικού τεφλόν για μέτρηση διαβρωτικών υγρών.
- Έξοδος και Επικοινωνίες: 4-20mA, RS-485 MODBUS, Profibus-DP, πρωτόκολλο HART;
- Επιλογή με εξόδους διακόπτη και ρελέ, μπορεί να είναι με 2,4 και max 6 SPDT, ελεγκτής στάθμης αισθητήρα υπερήχων.
- Τροφοδοσία: DC 24V ή AC 220V;
- Ηλεκτρονικός αισθητήρας στάθμης υγρών με ψηφιακή οθόνη ή χωρίς οθόνη χαμηλή τιμή και οικονομικός αισθητήρας στάθμης, η οθόνη έχει 4 ψηφία για να υποδεικνύει το εύρος στάθμης.
- Επιλογή με Exia IIC T6, εγγενώς ασφαλής αντιεκρηκτική
- Αντικατάσταση χαμηλής τιμής για αισθητήρα στάθμης υπερήχων ifm, πομπό στάθμης υπερήχων Siemens, αισθητήρα στάθμης υπερήχων άρρωστου, αισθητήρα στάθμης υπερήχων γραμμής ροής, πομπό στάθμης υπερήχων greyline
Απαιτήσεις εγκατάστασης και προφυλάξεις αισθητήρα στάθμης υγρού υπερήχων
- (1) Η εγκατάσταση με φλάντζα ή με σπείρωμα χρησιμοποιείται γενικά κατά την εγκατάσταση αισθητήρα στάθμης υπερήχων και δεν συνιστάται η ανύψωση, επειδή η ανύψωση επηρεάζεται εύκολα από τον άνεμο και τα κουνήματα:
- (2) Η θέση όπου η στάθμη του υγρού κυμαίνεται απότομα, όπως η είσοδος και η έξοδος, θα πρέπει να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο ακριβώς κάτω από τον καθετήρα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2:
- (3) Λόγω της ύπαρξης γωνίας δέσμης ήχου, ο ανιχνευτής στάθμης υπερήχων θα πρέπει να εγκατασταθεί σε μια ορισμένη απόσταση από τον τοίχο ή τον τοίχο της πισίνας, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3:
- (4) Δεν πρέπει να υπάρχουν εμπόδια εντός της εμβέλειας που ακτινοβολεί η δέσμη υπερήχων και οι εγκαταστάσεις στην πισίνα ή το δοχείο, όπως κυλιόμενες σκάλες, αγωγοί, αναμικτήρες κ.λπ., θα πρέπει να αποφεύγονται όσο το δυνατόν περισσότερο κατά την εγκατάσταση:
- (5) Ο χώρος εγκατάστασης θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο μακριά από εξοπλισμό που είναι επιρρεπής σε ισχυρές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.
- (6) Μην εγκαθιστάτε πολλαπλούς μετρητές στάθμης υγρού υπερήχων στο ίδιο δοχείο για να αποφύγετε παρεμβολές μεταξύ τους και να προκαλέσετε σφάλματα μέτρησης.
- (7) Για δοχεία με τοξωτή κορυφή, ο αισθητήρας στάθμης υγρού υπερήχων θα πρέπει να εγκατασταθεί μακριά από το κέντρο της κορυφής της δεξαμενής για να αποφευχθεί ο σχηματισμός πολλαπλών ηχών ανάκλασης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.
- (8) Για ένα κωνικό δοχείο με επίπεδη κορυφή, το μετρητή στάθμης θα πρέπει να εγκατασταθεί στο κέντρο της κορυφής όσο το δυνατόν περισσότερο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5:
- (9) Όταν υπάρχει ακροφύσιο στο δοχείο και το ακροφύσιο δεν μπορεί να κοντύνει έτσι ώστε η επιφάνεια εκπομπής του ανιχνευτή να μην μπορεί να προεξέχει από το εσωτερικό τοίχωμα του δοχείου ή η απόσταση από την επιφάνεια εκπομπής του ανιχνευτή έως την υψηλότερη στάθμη υγρού είναι μικρότερη από την τυφλή περιοχή, ώστε να μην μπορεί να πραγματοποιηθεί η σωστή ανίχνευση, θα πρέπει να εγκατασταθεί ένας σωλήνας επέκτασης. Κάθετα στη στάθμη του υγρού, το εσωτερικό τοίχωμα πρέπει να είναι λείο:
- (10) Θα πρέπει να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο η εγκατάσταση σε μέρη όπου η στάθμη του υγρού είναι επιρρεπής σε συσσώρευση αφρού, επιπλέοντα αντικείμενα ή βίαιες διακυμάνσεις, γιατί θα επηρεάσει την ποιότητα της ηχούς και θα δημιουργήσει ψευδείς ηχώ, επηρεάζοντας έτσι την ακρίβεια μέτρησης. Εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να εγκατασταθεί ένας ακίνητος σωλήνας και το μήκος του μπορεί να είναι όσο το ελάχιστο επίπεδο υγρού. Πρέπει να διασφαλιστεί ότι το υγρό εντός και εκτός του σωλήνα μπορεί να ανεβοκατεβαίνει ελεύθερα και συγχρονισμένα και το εσωτερικό τοίχωμα να είναι λείο.
- (11) Προσπαθήστε να μην το χρησιμοποιείτε σε μέρη με υδρατμούς. Εάν υπάρχει ατμός, είναι εύκολο να σχηματιστούν σταγονίδια νερού και να προσκολληθούν στην επιφάνεια του καθετήρα στάθμης, κάτι που θα επηρεάσει την κανονική μέτρηση.
- (12) Η θέση εγκατάστασης πρέπει να αποφεύγει ισχυρούς κραδασμούς. Εάν έχει εγκατασταθεί σε μια περιοχή ελαφριάς δόνησης, μπορεί να τοποθετηθεί μια ελαστική φλάντζα για τη μείωση των κραδασμών.
- (13) Κατά την εγκατάσταση σε υπαίθριο χώρο πρέπει να τοποθετείται κάλυμμα αντηλιακού (βροχής).
- (14) Η γραμμή σήματος πρέπει να είναι θωρακισμένη και γειωμένη σε ένα μόνο σημείο.
- (15) Θα πρέπει να χρησιμοποιείται στην ονομαστική θερμοκρασία περιβάλλοντος των πομπών στάθμης υγρού υπερήχων.
Αντιστάθμιση θερμοκρασίας και διόρθωση ταχύτητας ήχου
Η σχέση μεταξύ της ταχύτητας του ήχου στον αέρα και της θερμοκρασίας του αέρα είναι V=(331,5+0,6t)m/s. Από τον τύπο αντιστάθμισης θερμοκρασίας αυτής της ταχύτητας ήχου, μπορεί να φανεί ότι η ταχύτητα του ήχου επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Η επίδραση της ταχύτητας του ήχου είναι 0,6 m/s. Σε 20°C και 1 τυπική ατμοσφαιρική πίεση, η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 344 m/s. Μπορεί να φανεί ότι η επίδραση στο σφάλμα μέτρησης είναι περίπου 0,17%. Όταν το σφάλμα θερμοκρασίας υπερβαίνει τους 3°C, η μέτρηση στάθμης υγρού υπερήχων το σφάλμα είναι περισσότερο από 0,5%. Επομένως, η θερμοκρασία περιβάλλοντος πρέπει να μετρηθεί για να διορθωθεί η ταχύτητα του ήχου. Σε πρακτικές εφαρμογές, θα πρέπει να επιλεγεί ένας μετρητής στάθμης υπερήχων με λειτουργία αντιστάθμισης θερμοκρασίας για να ξεπεραστεί ο αντίκτυπος των αλλαγών της θερμοκρασίας περιβάλλοντος στη μέτρηση της στάθμης του υγρού.
Κοινή διάγνωση βλαβών
Όταν παρουσιαστεί σφάλμα κατά τη χρήση του αισθητήρα στάθμης υγρού υπερήχων, η διάγνωση σφάλματος μπορεί να πραγματοποιηθεί σύμφωνα με τις ακόλουθες μεθόδους, ώστε να αντιμετωπιστεί γρήγορα και σωστά.
- (1) Ελέγξτε εάν η σύνδεση του καλωδίου είναι σωστή.
- (2) Εάν η στάθμη του υγρού κυμαίνεται απότομα, εξετάστε το ενδεχόμενο να αυξήσετε κατάλληλα τον χρόνο απόσβεσης.
- (3) Αν η επιφάνεια του καθετήρα είναι πιτσιλισμένη ή συμπυκνωμένη, εμποδίζοντας έτσι τη μετάδοση και τη λήψη ηχητικών κυμάτων.
- (4) Ελέγξτε εάν η στάθμη του υγρού συσσωρεύεται και επιπλέει αφρός, κάτι που θα επηρεάσει αρνητικά την ηχώ.
- (5) Εάν η στάθμη υγρού υπερήχων εισέρχεται στην τυφλή ζώνη.
- (6) Εάν η τάση τροφοδοσίας είναι εντός του ονομαστικού εύρους:.
- (7) Υπάρχει κάποια πηγή παρεμβολής γύρω από το μετρητή στάθμης;
- (8) Εάν η εγκατάσταση είναι λογική, ανατρέξτε στις σχετικές ρήτρες αυτού του άρθρου για επιθεώρηση και επεξεργασία.
