وتقيس أجهزة الاستشعار من المستوى فوق الصوتي المستوى السائل عن طريق إطلاق نبضات صوتية تتراوح بين 20 و200 كيلوهرتز وتوقيت عودة الصدى. وهي غير ملوثة، منخفضة التكلفة، وتعمل على نحو جيد في معظم خزانات المياه ومياه الصرف - ولكنها تفشل في 7 حالات محددة: مسافة فارغة، رغوة، بخار، فراغ، درجة حرارة عالية، اضطراب، وأسطح مزورة أو مغلفة. ويفسر هذا الدليل كل حد بحدوده النموذجية، وكيفية حله، ومتى يتحول إلى رادار. إذا كنت لا تزال اختيار الأجهزة، تبدأ من لمحة عامة عن أجهزة الاستشعار فوق الصوتية.
Most '8220;ultinic sensor limitations#8221; articles list acoustic theory. في صهريج حقيقي، فقط حفنة من التأثيرات في الواقع هي: ما هو داخل مسار الشعاع، وكيف يتصرّف السطح، وكيف تتغيّر سرعة الصوت مع درجة الحرارة. وتنظم الفروع الواردة أدناه حول هذه الحقائق الثلاثة.
How an Ultrasonic Level Sensor Works - in One Paragraph
المُنتج يُطلق ناراً مُطلقة من الصوت و يُقيس الوقت حتى يعود الصدى يُحسب التغيّر على أنه (سرعة من وقت الصوت ×) ثمّة عواقب. أولا، أي شيء يضعف أو يؤخر الصدى - الرغاوي، البخار، التكثيف - يصبح خطأ في القياس، وليس مجرد إزعاج. ثانياً، نظراً إلى أن سرعة التغيرات الصوتية في درجة الحرارة تبلغ نحو 0.6 متر/س لكل درجة مئوية، فإن أجهزة الاستشعار غير المعوضة تنحرف حتى في خزان نظيف تماماً. ويتوفر في هذا المجال علاج أكمل للجانب الصوتي. مبدئيا(ب).
المُنتج يُطلق ناراً مُطلقة من الصوت و يُقيس الوقت حتى يعود الصدى يُحسب التغيّر على أنه (سرعة من وقت الصوت ×) ثمّة عواقب. أولا، أي شيء يضعف أو يؤخر الصدى - الرغاوي، البخار، التكثيف - يصبح خطأ في القياس، وليس مجرد إزعاج. ثانياً، نظراً إلى أن سرعة التغيرات الصوتية في درجة الحرارة تبلغ نحو 0.6 متر/س لكل درجة مئوية، فإن أجهزة الاستشعار غير المعوضة تنحرف حتى في خزان نظيف تماماً. ويتوفر في هذا المجال علاج أكمل للجانب الصوتي. مبدئيا(ب).
7 Real Limitations of Ultrasonic Level Sensors (with Solutions)
هذه هي القيود التي تغير تركيبك، وليس نظريا:
- مسافة فارغة - لا يوجد قياس موثوق به في غضون ٣٠-٥٠ سنتيمتر من الوجه المتحول. Solution: mount the sensor so that the highest liquid level stays below the blanking distance, or use a stilling well to raise the usable range.
- طبقات الفوام - الرغاوي الأكثر سمكا من حوالي 2 سم يمتص النبض ويحطمه وينتج قراءات زائفة أو مجمدة. Solution: use a stilling well to bypass surface foam, or move to guided-wave Radio which propagates along a probe.
- البخار والتثبيت - تخفف الانزالات التي تشكل على وجه المتحول الإشارة، ويزداد التأثير في الدبابات دافئة أو رطبة أو مغطاة. Solution: specify a heated or air-purged transducer, or angle the sensor to shed condensate.
- انحراف درجة الحرارة - سرعة التغييرات الصوتية حوالي 0.6 م/س لكل درجة مئوية، بحيث يمكن لعشرين درجة مئوية أن تتحول القراءات بنسبة 1 في المائة إذا لم يعوض المجس. Solution: choose a sensor with built-in temperature compensation and verify it against a manual dip at commissioning.
- الخدمات الإعلامية - لا يمكن للصوت أن ينشر في فراغ، لذا لا ينطبق القياس فوق الصوتي في خزانات الفراغ أو الأعمدة. Solution: use radio (electromagnetic FMCW) or hydrostatic pressure measurement instead.
- تدوين وتبلور وسائط الإعلام - السائل اللزج أو التوسع أو البلورة يبني على وجه المتحول ويضع الإشارة على مدى الأسابيع. Solution: use a coated or chemically resistant face, or schedule routine clean as part of maintenance.
- الترسب والترددات المتعددة - يخلق الرواسب والسلاسل التعاقبية وملء الجداول صدى زائفة وقراءات غير مستقرة. Solution: enable echo- processing filters, keep the sensor away from agitator shafts, and use a stilling well where turbulence is severe.
إذا كان تطبيقك يصل إلى ثلاثة أو أكثر من هذه، الأشعة فوق البنفسجية هي عادة التكنولوجيا الخاطئة بدلا من مشكلة التفاف.
Ultrasonic vs Radar (80 GHz) vs Hydrostatic Level Sensors
Use this table to shortlist by operating condition, then confirm against the datasheet:
| ميزة | الموجات فوق الصوتية | 80 GHz Radar | Hydrostatic |
|---|---|---|---|
| مبدأ القياس | وقت الرحلة | Electromagnetic FMCW | الضغط على المستوى |
| مسافة فارغة | ٣٠-٥٠ سنتيمتر | 5 cm | لا شيء |
| مقاومة الحمى | الفقراء | جيد | جيد (متعب) |
| الخدمات الإعلامية | لا | نعم | نعم |
| مستوى الأسعار | منخفض | متوسط | منخفض متوسطة |
| الدقة النموذجية | 0.2 -0.5 في المائة | 1 - 2 ملم | ±0.5% FS |
"متى سنختار "رادار بدلاً من "أولتراسونيك
التحول إلى الرادار عند الرغاوي، والبخار، والفراغ، وارتفاع درجة الحرارة، أو مدى القياس الطويل يجعل المسار الصوتي غير موثوق به - وهذه هي بالضبط الظروف التي تنهار فيها الدقة فوق الصوتية بينما يعمل رادار من طراز GHz 80. Browse مستشعرات مستوى الرادار إذا كان اثنان أو أكثر من القيود أعلاه تنطبق على خزانك.
القائمة المرجعية للتركيب والصيانة
- أبقوا الشعاع خالياً من جدران الدبابات، السُلَم، والمجاري الداخلية -
- ويقلل المتحولون إلى السطح السائل؛ ويقلل المتحولون المشتلون من النطاق الذي يمكن استخدامه ويزيد صدى كاذبة.
- (ب) أن يسجل ناتج 4-20 ميغاواط أو RS485 مقابل الغطس اليدوي للأسبوع الأول لتأكيد الهندسة وقابلية الفرز.
- Inspect the transducer face monthly in foaming or scaling service; a 1 mm build-up is enough to shift readings.
- وسلوك التعويض عن درجة حرارة التسجيل الموسمي - يمكن للدبابات الموجودة في الهواء الطلق أن تتأرجح بما فيه الكفاية لكشف وحدة غير معوضة.
بالنسبة لأجهزة الإرسال ذات المستوى المستخدمة في هذه الظروف، KUS3000 series يغطي مستوى الدبابات وقياس القنوات المفتوحة؛ ويلخص السلوك الصوتي للاستشعار فوق الصوتي أيضاً بواسطة MaxBotix; sensor primer.
الأسئلة الشائعة
ما هي المسافة الفارغة من جهاز استشعار من المستوى فوق الصوتي؟
A: والمسافة الفارغة عادة هي ٣٠-٥٠ سنتيمتر من الوجه المتحول؛ وفي تلك المنطقة، لا يمكن للمجس أن يفصل نبض الإرسال عن الصدى، لذا لا يمكن قياسه بصورة موثوقة.
فاء: هل يمكن قياس مستشعرات المستوى فوق الصوتي من خلال الرغاوي؟
A: الرغوة الرقيقة فقط فالأصحاب أكثر سمكاً من حوالي 2 سم يمتصون ويحطمون النبض الصوتي ويتسببون في قراءات زائفة، لذا فإن الصهاريج الرغوية عادة ما تُخدم على نحو أفضل بالرادار الموجات المصحوبة بمرشدين أو بئر لا يزال.
Q: هل تؤثر درجة الحرارة على قياس المستوى فوق الصوتي؟
A: نعم - سرعة التغيرات الصوتية حوالي 0.6 م/متر لكل درجة مئوية، لذا ينجرف جهاز الاستشعار غير المكشوف مع درجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة العمليات. اختر وحدة بتعويضات بدرجات حرارة مبنية وتحقق من ذلك
متى أختار الرادار بدلاً من الأشعة فوق الصوتية؟
A: إن اختيار الرادار عند الرغاوي، والبخار، والفراغ، وارتفاع درجة الحرارة، أو المدى الطويل يجعل المسار الصوتي غير موثوق به؛ ويعالج الرادار 80 GHz هذه الظروف، ولكنه يكلف أكثر من مكافئ فوق الصوت.
هل الأشعة فوق الصوتية مناسبة لدبابات الفراغ؟
A: لا ويحتاج الصوت إلى وسيط للسفر عبره، لذا فإن القياس فوق الصوتي لا يمكن استخدامه في خدمة الفراغ؛ واستخدام قياس الضغط بالرادار أو الهيدروستاتيك بدلا من ذلك.
Q: How often should an ultrasonic level sensor be cleaned?
A: وفي خدمات المياه النقية، عادة ما يكفي سنويا. وفي مجال رغوة وسائط الإعلام أو توسيع نطاقها أو بلورةها، يفتش كل شهر - مما يكفي لتجميع مليمتر واحد على وجه المتحول لتغيير القراءة.
الخطوات التالية
اربط جهاز الاستشعار بالشروط اولا ثم الى الميزانية إذا كان خزانك نظيفاً، مُنفتحاً فوق 1م، مُستشعر فوق الصوتي هو الجواب الفعّال من حيث التكلفة؛ إذا كان الرغاوي، والبخار، والفراغ أو المدى الطويل يهيمن على ميزانية الرادار. من أجل مقارنة متشابهة عبر النطاق مستشعر مستوى بالموجات فوق الصوتية الاختيار أو KUS3000 series.
الموارد والمراجع
ويتم التحقق من العتبات والتوجيهات المتعلقة بالتركيب في هذه المادة مقارنة بالمراجع الخارجية التالية:
