Hej! Jako dostawca poziomów nadajników często pytają mnie o to, jak działają nadajniki na poziomie ultradźwiękowym. Pomyślałem więc, że rozbiję to dla ciebie w sposób, który jest łatwy do zrozumienia.
Zacznijmy od podstaw. Nadajnik na poziomie ultradźwiękowym jest urządzeniem używanym do pomiaru poziomu cieczy lub substancji stałej w zbiorniku, silosu lub innym pojemniku. Jest to metoda pomiaru niekonaktowa, co oznacza, że nie musi dotykać mierzonego materiału. To sprawia, że idealnie nadaje się do pomiaru korozyjnych, lepkich lub brudnych substancji.
Jak generowane są fale ultradźwiękowe
Sercem nadajnika na poziomie ultradźwiękowym jest przetwornik. Przetwornik to urządzenie, które może przekształcić energię elektryczną na fale ultradźwiękowe i odwrotnie. Gdy impuls elektryczny jest wysyłany do przetwornika, wibruje on z wysoką częstotliwością, zwykle między 20 kHz a 200 kHz. Wibracje te generują fale ultradźwiękowe, które są wysyłane w powietrze powyżej materiału w pojemniku.
Propagacja fal ultradźwiękowych
Po wygenerowaniu fal ultradźwiękowych podróżują w powietrzu ze znaną prędkością. Ta prędkość zależy od temperatury, ciśnienia i wilgotności powietrza, ale do większości praktycznych celów wynosi ona około 343 metrów na sekundę w temperaturze pokojowej. Gdy fale podróżują, rozprzestrzeniają się w wzorze w kształcie stożka i ostatecznie uderzają w powierzchnię materiału w pojemniku.
Odbicie fal ultradźwiękowych
Kiedy fale ultradźwiękowe uderzają w powierzchnię materiału, są one odbijane z powrotem w kierunku przetwornika. Czas potrzebny na podróżowanie z przetwornika na powierzchnię materiału i pleców jest mierzona przez nadajnik. Tym razem nazywa się „czas lotu”.
Obliczanie poziomu
Za pomocą czasu lotu i znanej prędkości dźwięku w powietrzu nadajnik może obliczyć odległość między przetwornikiem a powierzchnią materiału. Formuła tego obliczeń jest:
Odległość = (prędkość dźwięku x czas lotu) / 2
Dywizja o 2 jest konieczna, ponieważ czas lotu obejmuje czas potrzebny na podróż na powierzchnię iz powrotem. Po obliczeniu odległości nadajnik może określić poziom materiału w pojemniku, odejmując odległość od całkowitej wysokości pojemnika.
Zalety nadajników na poziomie ultradźwiękowym
Jedną z największych zalet nadajników na poziomie ultradźwiękowym jest ich niekonaktowy charakter. Oznacza to, że można je stosować w szerokim zakresie zastosowań bez ryzyka zanieczyszczenia lub uszkodzenia czujnika. Są również stosunkowo łatwe w instalacji i utrzymywaniu, i mogą zapewnić ciągłe pomiary poziomu w czasie rzeczywistym.
Kolejną zaletą jest ich wszechstronność. Nadajniki na poziomie ultradźwiękowym mogą być stosowane do pomiaru poziomu cieczy, ciał stałych, a nawet zawiesin. Można je również stosować w różnych branżach, w tym chemikalia, żywność i napoje, woda i ścieki oraz ropa i gaz.
Ograniczenia nadajników na poziomie ultradźwiękowym
Podczas gdy nadajniki na poziomie ultradźwiękowym mają wiele zalet, mają również pewne ograniczenia. Jednym z głównych ograniczeń jest ich wrażliwość na warunki środowiskowe. Na prędkość dźwięku w powietrzu może mieć wpływ temperatura, ciśnienie i wilgotność, co może prowadzić do niedokładnych pomiarów. Aby zrekompensować te efekty, niektóre nadajniki są wyposażone w czujniki temperatury, aby dostosować prędkość obliczania dźwięku.
Kolejnym ograniczeniem jest obecność piany, kurzu lub pary w pojemniku. Substancje te mogą pochłaniać lub rozpraszać fale ultradźwiękowe, co utrudnia nadajnikowi otrzymanie wyraźnego odbicia. W takich przypadkach mogą być wymagane alternatywne metody pomiaru.
W porównaniu z innymi typami nadajników poziomów
Na rynku dostępnych jest kilka innych rodzajów nadajników, każdy z własnymi zaletami i wadami. Na przykład,Nadajnik poziomu ciśnieniamierzy ciśnienie wywierane przez ciecz w pojemniku w celu określenia poziomu. Ten typ nadajnika jest odpowiedni do zastosowań, w których ciecz jest czyste, a ciśnienie jest stosunkowo stabilne.
Nadajnik na poziomie cieczy podwójnego kołnierzato kolejna opcja. Używa dwóch kołnierzy do pomiaru różnicowego ciśnienia między górną i dolną częścią pojemnika. Ten rodzaj nadajnika jest często stosowany w zastosowaniach, w których ciecz ma wysoką lepkość lub zawiera ciałę stałe.
Nadajnik poziomu pojedynczego kołnierzajest podobny do nadajnika podwójnego kołnierza, ale używa tylko jednego kołnierza. Jest to prostsza i bardziej opłacalna opcja dla aplikacji, w których pomiar poziomu nie wymaga wysokiej dokładności.
Jak możemy pomóc
Jako dostawca poziomów nadajników rozumiemy, że wybór odpowiedniego nadajnika do aplikacji może być wyzwaniem. Właśnie dlatego oferujemy szeroką gamę nadajników na poziomie ultradźwiękowym, a także inne rodzaje urządzeń pomiarowych poziomów, aby zaspokoić twoje konkretne potrzeby. Nasz zespół ekspertów może pomóc Ci wybrać odpowiedni nadajnik, poprawnie go zainstalować i zapewnić bieżącą wsparcie i konserwację.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o naszych nadajnikach poziomów lub masz pytania dotyczące ich pracy, nie wahaj się z nami skontaktować. Jesteśmy tutaj, aby pomóc Ci znaleźć najlepsze rozwiązanie dla twoich potrzeb pomiaru poziomu.
Odniesienia
- „Pomiar poziomu ultradźwiękowego” przez Emerson Automation Solutions
- „Zasady pomiaru poziomu” autorstwa Siemensa AG
- „Pomiar poziomu przemysłowego” przez Endress+Hauser AG