Ultrazvukový snímač hladiny měří kapalnou nebo pevnou hladinu v čase-of- let: emituje puls nad 20 & nbsp; kHz a převádí echo zpoždění do vzdálenosti pomocí D = C × t / 2, kde C je rychlost zvuku ve vzduchu. Protože změny C s teplotou - zhruba 0,6 & nbsp; m / s na ° C - závisí přesnost mnohem více na správné instalaci a kompenzaci teploty než na samotném snímači. Tato příručka pokrývá montáž, suché vs mokré kalibrace, a pole chyby budete skutečně splnit.
Co je ultrazvukový senzor?
Snímač ultrazvukové hladiny používá zvuk nad rozsahem lidského sluchu k měření vzdálenosti mezi povrchem čidla a povrchem kapaliny nebo pevné látky. Vysílač vyzařuje výbuch, ozvěna se vrací a elektronika čas to. S rychlostí zvuku známou (a kompenzovanou teplotou), vzdálenost následující:
D = C × t / 2
Faktor 2 pro zpáteční cestu - pulz se pohybuje na povrch a zpět. Výsledkem je nekontaktní měření: nic se nedotkne výrobku, takže není žádné ucpání, koroze, nebo tlakové těsnění se starat o na procesu připojení. Typický průmyslový sortiment je několik centimetrů až desítky metrů, v závislosti na modelu a frekvenci; naše KUS640 série podporuje přizpůsobitelné maximální měřicí vzdálenosti od 1 m do 50 m a duální sondu KUS700 je postaven pro velmi malé slepé zóny v těsné blízkosti.
Instalace: Správné položení základů
Správná instalace je jedním z největších faktorů kvality čtení. Téměř každý "vadný senzor" se ukáže jako problém s montáží.
1. Výběr místa pro montáž
- Čistá akustická cesta. Vyberte si místo s nezablokovanou linii pohledu na povrch produktu. Držet trubky, míchací čepele, žebříky, topné cívky, a nádrže vnitřnosti z paprsku kuželu.
- Pryč od plnicího proudu. Vyprázdnit přívody a vývody; kaskádová náplň vytvoří povrchovou pěnu a turbulenci, která rozptýlí ozvěnu.
- Teoreticky a elektricky tichý. Vyhněte se extrémnímu teplu, přímému slunci na krytu, silným vibracím a blízkosti různých frekvenčních pohonů nebo velkých motorů.
- Nekontaktní mezera. U nekontaktního čidla respektujte specifikovanou minimální mezeru mezi povrchem čidla a nejvyšší očekávanou úrovní výrobku. Tohle je slepá vzdálenost, ne návrh.
2. Montáž snímače
- Použijte držák a hardware výrobce; ruční montáž je nejběžnějším zdrojem úhlu drift v čase.
- Udržujte tvář čidla rovnoběžně s povrchem výrobku. Off- úhel montáž odešle echo pryč od snímače, který se objeví jako přerušovaná ztráta signálu spíše než zjevné chyby.
- Zanechejte montážní nit nebo přírubu přístupnou - budete muset odstranit jednotku pro čištění při hnilobě.
Instalace Seznam nejlepších postupů
| Faktor | Doporučení |
|---|---|
| Montážní vzdálenost od stěny nádrže | Udržujte & gt; 300 & nbsp; mm od stěny a od náplně; na vysokých / úzkých nádržích použijte obrázek s minimálním poloměrem v datasheet |
| Prázdná vzdálenost (mrtvá zóna) | Respektovat specifikovanou mrtvou zónu (obvykle 0.2-0.5 & nbsp; m); nejvyšší úroveň produktu musí zůstat pod ní |
| Maximální rozsah měření | Model- dependent - od 1 & nbsp; m až do 50 & nbsp; m na sérii KUS640, ověřeno proti datasheet |
| Účinek teploty | Rychlost změn zvuku ~ 0.6 & nbsp; m / s na ° C; vždy používejte modely kompenzované teplotou |
| Pěna / pára / prach | Vyhněte se těžké pěně nebo husté páře; je-li trvalé, přepněte na radar |
| Kondenzace | Úhel snímače směrem dolů nebo pomocí zástrčky, takže kondenzát běží pryč místo sloučení na snímač |
Kalibrace: Nastavení pro přesnost
Kalibrace opravuje nainstalovanou geometrii (referenční bod vzhledem ke dnu nádrže) a případné zbytkové tolerance v snímači. Existují dva přístupy, které vyhovují různým situacím.
1. Kalibrace sucha
Suchá kalibrace nastavuje nulu a rozpětí bez plnění nádoby. Zadáte známou vzdálenost - nebo umístíte cíl v měřené vzdálenosti od obličeje senzoru - a senzor uloží echo pro tento odkaz. Je to rychlé, nepotřebuje žádné přerušení procesu, a je obvykle dost na to, aby si tank. Spoléhá na to, že měření pásek operátora je správné, takže se do každého následujícího čtení zkopíruje nesprávné číslo.
2. Mokrá kalibrace
Mokrá kalibrace naplní nádobu do známých úrovní a přiřadí výstup k fyzicky změřené výšce pomocí dipstick nebo kalibrovaného zorného skla. Opakujte v několika bodech v celém rozsahu pro ověření linearity. Je pomalejší a potřebuje přístup k procesu, ale zachycuje účinky, které suchá kalibrace nemůže - pěnu na povrchu, páru v ullage, a skutečné dielektricky-bez akustického chování aplikace.
Suché vs Mokrá kalibrace na Glance
| Aspekt | Kalibrace suchého stavu | Mokrá kalibrace |
|---|---|---|
| Nejlepší pro | Zasílání; nádrže, které nelze naplnit nebo vyřadit z provozu | Cla za kritickou inventuru nebo sudodytransfer; plavidla s pěnou nebo párou |
| Použitý odkaz | Známá vzdálenost nebo kalibrační cíl aktivoval tvář senzoru | Skutečná hladina kapaliny měřená dipstickem nebo sklem |
| Dosažitelná přesnost | Omezeno přesností zadané vzdálenosti | Nejvyšší - korekce reálných procesních podmínek v celém rozsahu |
| Čas a úsilí | Zápisy; žádné přerušení procesu | Delší; vyžaduje plnění, stabilizaci a opakování v několika bodech |
| Ověřuje linearitu? | Ne - jediný referenční bod | Ano - více bodů v rozsahu měření |
| Typický interval | při uvedení do provozu po opětovném montáži | O uvedení do provozu a pravidelném opětovném ověření (obvykle 6- 12 měsíců) |
Řešení problémů: Když se něco pokazí
Tyto tři příznaky jsou příčinou drtivé většiny terénních problémů. Každý z nich má fyzickou příčinu - pracovat přes kolonu příčiny v pořádku před dotykem elektroniky.
| Příznaky | Pravděpodobná příčina | Nápravná opatření |
|---|---|---|
| Nesprávné (offset) údaje | Chybná instalovaná výška nebo reference zadána; kompenzace teploty zakázána; chyba měřítka v regulátoru | Znovu zadejte referenční vzdálenost; potvrďte, že teplotní senzor čte okolí; ověřte rozsah 4-20 & nbsp; mA nebo RS485 na přijímacím konci |
| Nepřesné / skokové údaje | Elektrické rušení z VFD, motorů nebo svařovačů; nestabilní nebo nechráněné směrování kabelů | Štít kabel a uzemnit štít pouze na jednom konci; Traťový signální kabel mimo napájecí kabel; fit feritové jádra; přemístit senzor nebo pohon |
| Žádné údaje. | Přerovnání snímačů; poškozený snímač; porucha zapojení | Přelaďte obličej čidla na povrch; zkontrolujte snímač; ověřte zapojení podle definice datasheet pin |
| Slabá nebo ztracená ozvěna | Pěnová vrstva absorbující puls; těžká pára nebo kondenzace na obličeji | Očistěte obličej; nasaďte si montáž s kapucí; přidejte vysoušedlo nebo vyhřívaný obličej; pokud je pěna trvalá, použijte místo toho radar |
| Údaje unášené vysoko / nízko s počasím | Teplota není kompenzována, nebo slunce vytápění bydlení | Povolit / ověřit kompenzaci teploty; odstínit kryt; zkontrolovat selhávající palubní čidlo teploty |
| Čtení mrzne při pevné hodnotě | Hladina produktu vstoupila do blinkingové (mrtvé) zóny, nebo je echo uzamčeno na zdi nebo agitátor | Snížit horní hranici pod mrtvou zónu; přesunout snímač do středu nádrže; snížit úhel paprsku |
Výběr správného ultrazvukového snímače hladiny
Jakmile je instalace a kalibrace zvuk, model volba rozhodne, co můžete měřit. Dva praktické výchozí body:
- Čisté kapaliny, nádrže a otevřené kanály: plné rozsah snímače ultrazvukové úrovně pokrývá integrované a rozdělené návrhy. Př KUS640 série páruje vysokoteplotní LCD (-30 až 80 ° C) s 24 VDC napájením a 4-20 mA / RS485 výstupem.
- Rozhraní kalů, bahna a sedimentace: je vyžadován kontaktní nástroj, protože rozhraní je uvnitř kapaliny. Př KWD120 Rozdělovač ultrazvukového kalu měří přímo pod vodou a podporuje 50 kHz až 650 kHz sondy s měřicím rozsahem od 1 m do 40 m.
Pokud pěna, těžké kondenzace nebo silně rozrušený povrch je nevyhnutelné ve vašem procesu, Snímač hladiny radaru bude držet signál, kde ultrazvuk nebude - obchod-off je vyšší jednotkové náklady, což je obvykle stále levnější než trvale nespolehlivé čtení.
ČASTO KLADENÉ DOTAZY
Q: Jak mám vybrat montážní výšku pro ultrazvukový snímač hladiny?
A: Čidlo namontujte na střednici nádrže tam, kde je to vhodné, a udržujte obličej nad maximální úrovní výrobku plus zaslepující vzdálenost a nejméně 300 mm od stěny nádrže a přívodu náplně.
Otázka: Jaká je zářící vzdálenost (mrtvá zóna)?
A: Jedná se o minimální vzdálenost přímo pod povrchem senzoru, ve které jednotka nemůže vyřešit ozvěnu - obvykle 0,2-0.5 m, ale modelově specifickou, takže vždy čtěte z datasheet před nastavením upomínky na nejvyšší úroveň.
Q: Ovlivní pěna čtení?
A: Ano. Pěnová vrstva absorbuje a rozptyluje ultrazvukový puls, který oslabuje nebo ztrácí echo. Lehká pěna může být často řízena s větším paprskem nebo vyšší zisk; perzistentní pěna je případ pro radar spíše než ultrazvuk.
Otázka: Jak často má být ultrazvukový senzor kalibrován?
A: Kalibrujte při uvedení do provozu a poté pravidelně ověřte - obvykle každých 6 až 12 měsíců - nebo kdykoli se odečty posunou proti známé referenční úrovni nebo po jakékoli opětovné montáži.
Literatura
- Oblečení + Hauser, Ultrazvukové měření hladiny - poznámky o instalaci a aplikaci.
- Vego, Ultrazvukové měření hladiny - montážní a úhlové vedení.
- Kacise, KUS640 integrovaný ultrazvukový senzor a KWD120 Rozdělovač ultrazvukového kalu Datasheets.
