Ультразвуковое измерение уровня
Автор статьи:
Алексей Семин — эксперт, инженер, специалист компании АО «Приборотехника» с опытом более 10 лет по подбору и внедрению комплексных решений для автоматизации технологических процессов, подготовил обзор по ультразвуковому измерению уровня в резервуарах, бункерах, силосах и других открытых и закрытых емкостях.
Содержание
Принцип работы
Ультразвуковое измерение уровня основывается на измерении времени пролета акустического сигнала, излучаемого и принимаемого одним и тем же чувствительным элементом ультразвукового уровнемера после его отражения от поверхности измеряемого продукта.
| Преимущества: | Недостатки: |
|
|
Измерение уровня жидкостей:
Измерение уровня сыпучих материалов:
Использование
Ультразвуковой уровнемер измеряет уровень жидких или сыпучих продуктов хранящихся в открытых и закрытых емкостях. Расстояние (в метрах), пройденное ультразвуковым импульсом, равно произведению времени распространения (в секундах) и скорости звука (в метрах в секунду). Ультразвук распространяется со скоростью около 331 м/с в воздухе при температуре 0°С, независящей от частоты ультразвука и давления воздуха. Однако, скорость распространения зависит от температуры воздуха, поэтому в ультразвуковых уровнемерах применяться поправочный коэффициент. Кроме того, скорость распространения меняется при наличии других газов и паров. Ультразвуковой уровнемер формирует выходной сигнал 4...20 мА пропорционально уровню, хотя в данном случае измеряется скорее высота пустой части резервуара, нежели уровень продукта. Сам чувствительный элемент состоит из измерительной мембраны, соединенной пьезоэлементами для излучения и приема звукового сигнала. Когда поступает электрический ток, пьезоэлементы производят небольшое механическое движение, которое преобразуется в акустический сигнал при помощи мембраны. Так же точно, механическое движение, производимое пьезоэлементом под воздействием отраженной звуковой волны, преобразуется в электрический сигнал, т.е. обратный импульс. Разница во времени между передачей зондирующего сигнала и приемом отраженного сигнала является временем пролета, т.е. временем, требующимся для двойного прохождения пустой части емкости с измеряемым продуктом.
Установка
Для правильного функционирования ультразвукового уровнемера сенсор должен быть установлен в позиции, исключающей препятствия между сенсором и поверхностью продукта. Лестницы, погружные элементы, мешалки, впуски насосов или поток падающего продукта могут вызывать помехи отражения.
Для измерения уровня в емкостях с жидкостями нужно учитывать следующие факторы:
- Ультразвуковой уровнемер должен устанавливаться так, чтобы угол излучения и диаметр пятна не касался стенок емкости, а также в него не должно попадать ничего кроме продукта измерения.
- Ультразвуковой уровнемер должен располагаться перпендикулярной измеряемой жидкости
- Между ультразвуковым уровнемером и измеряемой средой должен быть воздух, если будет другая газовая среда, то уровнемер будет неправильно показывать уровень продукта. Поэтому ультразвуковые уровнемеры не рекомендуется устанавливать на жидкости типа бензина, так как у бензина точка кипения около 30 С, в связи с этим между излучателем и бензином образуется не воздушная подушка, а уже другая газовая среда.
Для измерения уровня в емкостях с сыпучими материалами и порошками нужно учитывать следующие факторы:
- Все тоже самое, как и ультразвуковых уровнемеров для жидкости — ультразвуковой уровнемер должен устанавливаться так, чтобы угол излучения и диаметр пятна не касался стенок емкости, а также в него не должно попадать ничего кроме продукта измерения
- Ультразвуковой уровнемер должен располагаться перпендикулярно измеряемому сыпучему материалу
- При загрузке «ГОРКОЙ» уровнемер должен располагается как можно дальше от места заполнения
- При пневматической загрузке уровнемер нужно расположить в том месте, где скорость заполняемого материала наименьшая (с «подветренной стороны»)
Подробнее со всей продукцией можно ознакомиться в разделе «Ультразвуковые уровнемеры»
Для консультации связывайтесь с нашими специалистами по телефону 8(495) 960-28-32 или отправляйте запрос на электронную почту sales@rospribor.com
