Sensor tingkat ultrasonik mengukur tingkat cairan dengan memancarkan 20- 200 kHz pulsa suara dan waktu kembali echo. Mereka non-kontak, biaya rendah, dan bekerja dengan baik di kebanyakan air dan tangki air limbah - tapi mereka gagal dalam 7 situasi tertentu: jarak kosong, busa, uap, suhu tinggi, turbulensi, dan tersudut atau dilapisi permukaan. Panduan ini menjelaskan setiap batas dengan ambang khas, bagaimana menyelesaikannya, dan kapan untuk beralih ke radar. Jika Anda masih memilih perangkat keras, mulai dari Tampilan sensor tingkat ultrasonik.
Kebanyakan & # 8220; keterbatasan sensor ultrasonik & # 8221; artikel daftar teori akustik. Dalam tangki nyata, hanya segelintir efek sebenarnya penting: apa yang ada di dalam jalur balok, bagaimana permukaan berperilaku, dan bagaimana kecepatan perubahan suara dengan suhu. Bagian di bawah ini diselenggarakan sekitar tiga realitas.
Bagaimana Ultrasonic Tingkat Sensor Bekerja - dalam Satu Paragraf
Transducer kebakaran ledakan suara dan mengukur waktu sampai gema kembali. Jarak dihitung sebagai (kecepatan suara × waktu) Subversion, kemudian dikonversi ke tingkat menggunakan geometri tangki. Dua konsekuensi mengikuti. Pertama, apa pun yang melemahkan atau menunda gema - busa, uap, kondensasi - menjadi pengukuran kesalahan, bukan hanya gangguan. Kedua, karena kecepatan perubahan suara dengan suhu kira-kira 0,6 m / s per ° C, sebuah sensor drifts tidak kompensasi bahkan dalam tangki sempurna bersih. Sebuah perawatan yang lebih penuh dari sisi akustik tersedia dalam hal ini pemula & # 8217; s panduan untuk pemancar tingkat ultrasonik.
Transducer kebakaran ledakan suara dan mengukur waktu sampai gema kembali. Jarak dihitung sebagai (kecepatan suara × waktu) Subversion, kemudian dikonversi ke tingkat menggunakan geometri tangki. Dua konsekuensi mengikuti. Pertama, apa pun yang melemahkan atau menunda gema - busa, uap, kondensasi - menjadi pengukuran kesalahan, bukan hanya gangguan. Kedua, karena kecepatan perubahan suara dengan suhu kira-kira 0,6 m / s per ° C, sebuah sensor drifts tidak kompensasi bahkan dalam tangki sempurna bersih. Sebuah perawatan yang lebih penuh dari sisi akustik tersedia dalam hal ini pemula & # 8217; s panduan untuk pemancar tingkat ultrasonik.
7 Batas Nyata dari Sensor Tingkat Ultrasonik (dengan Solusi)
Ini adalah keterbatasan yang mengubah instalasi Anda, bukan yang teoritis:
- Jarak pengosongan - Tidak dapat diandalkan pengukuran dalam 30- 50 cm dari wajah transducer. Solusi: kait sensor sehingga tingkat cairan tertinggi tetap di bawah jarak kosong, atau gunakan stilling well untuk meningkatkan jangkauan yang dapat digunakan.
- undo-type - busa tebal dari sekitar menyerap 2 cm dan menyebarkan pulsa, menghasilkan pembacaan palsu atau beku. Solusi: gunakan sebuah sumur untuk memotong busa permukaan, atau pindah ke radar gelombang panduan yang menyebar sepanjang probe.
- Vapour dan kondensasi - Tetesan membentuk pada transducer wajah menekan sinyal, dan efek tumbuh dalam hangat, lembab, atau tangki tertutup. Solusi: menentukan panas atau udara dibersihkan transducer, atau sudut sensor untuk kondensat gudang.
- Pergeseran suhu - kecepatan perubahan suara sekitar 0,6 m / s per ° C, sehingga 20 ° C ayunan dapat menggeser pembacaan oleh sekitar 1% jika sensor tidak kompensasi. Solusi: pilih sebuah sensor dengan kompensasi suhu bawaan dan verifikasi dengan manual dip di komisaris.
- Layanan vacuum - suara tidak dapat menyebarkan dalam kekosongan, sehingga pengukuran ultrasonik tidak berlaku dalam tangki vakum atau kolom. Solusi: gunakan radar (elektromagnetik FMCW) atau pengukuran tekanan hidrostatik sebagai gantinya.
- Lapisan dan kristalisasi media - Sticky, scaling, atau kristalisasi cairan membangun pada wajah transducer dan meredam sinyal selama berminggu-minggu. Solusi: gunakan wajah yang dilapisi atau tahan kimia, atau jadwal pembersihan rutin sebagai bagian dari pemeliharaan.
- Turbulensi dan beberapa gema - penghasut, cascades dan aliran pengisian menciptakan gema palsu dan pembacaan tidak stabil. Solusi: mengaktifkan filter pemrosesan echo-, menjaga sensor menjauh dari poros agitator, dan menggunakan sumur stilling di mana turbulensi parah.
Jika aplikasi Anda hits tiga atau lebih dari ini, ultrasonik biasanya yang salah teknologi daripada tuning masalah.
Ultrasonic vs Radar (80 GHz) vs Hydrostatic Level Sensor
Gunakan tabel ini untuk memperpendek daftar dengan kondisi operasi, kemudian konfirmasikan terhadap lembar data:
| Fitur | Ultrasonik | 80 GHz Radar | Hydrostatic |
|---|---|---|---|
| Prinsip pengukuran | Waktu suara - of- penerbangan | Elektromagnetik FMCW | Tingkat vs Tekanan |
| Jarak pengosongan | 30- 50 cm | ~ 5 cm | Tidak ada |
| Penentang Foam | Buruk | Bagus | Bagus (basah) |
| Layanan vacuum | Tidak | Ya | Ya |
| Tingkat harga | Rendah | Sedang | Low- Sedang |
| Akurasi khas | * 0.2-0.5% FS | No.1-2 mm | ±0,51 TP3T FS |
Kapan harus memilih Radar daripada Ultrasonic
Beralih ke radar ketika busa, uap, vakum, suhu tinggi, atau jangka panjang membuat jalur akustik tidak dapat diandalkan - ini persis kondisi dimana akurasi ultrasonik runtuh sementara radar 80 GHz terus bekerja. Ramban sensor tingkat radar jika dua atau lebih dari keterbatasan di atas berlaku untuk tangki Anda.
Instalasi dan Maintenance Checklist
- Jauhkan balok dari dinding tank, tangga, dan aliran - tujuan untuk kerucut yang jelas setidaknya 5 ° sekitar sumbu.
- Gunung tegak lurus ke permukaan cair; sebuah transducer miring mempersingkat jangkauan yang dapat digunakan dan meningkatkan gema palsu.
- Log 4-20 mA atau RS485 keluaran terhadap dips manual untuk minggu pertama untuk mengkonfirmasi geometri dan offset blanking.
- Inspeksi transducer menghadapi bulanan dalam layanan foaming atau skala; sebuah 1 mm build-up cukup untuk menggeser bacaan.
- Record perilaku kompensasi suhu musiman - tangki luar bisa ayunan cukup untuk mengekspos unit kompensasi.
Untuk pemancar tingkat digunakan dalam kondisi ini, Seri KUS3000 meliputi tingkat tangki dan open- pengukuran saluran; perilaku akustik dari sensing ultrasonik juga dirangkum oleh MaxBotix & # 8217; s sensor primer.
PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN
Berapa jarak dari sensor tingkat ultrasonik?
A: Jarak blanking biasanya 30- 50 cm dari wajah transducer; di dalam zona itu, e sensor tidak dapat memisahkan pulsa transmisi dari echo, sehingga tidak ada pengukuran yang dapat diandalkan mungkin.
Bisakah sensor tingkat ultrasonik diukur melalui busa?
A: Hanya busa tipis. Lapisan lebih tebal dari sekitar 2 cm menyerap dan menyebarkan pulsa suara dan menyebabkan pembacaan palsu, sehingga tangki berbusa biasanya lebih baik dilayani oleh radar gelombang atau sebuah sumur stilling.
Q: Apakah suhu mempengaruhi pengukuran tingkat ultrasonik?
A: Ya - kecepatan perubahan suara sekitar 0,6 m / s per ° C, sehingga tidak ada kompensasi sensor drift dengan suhu ambient dan proses. Pilih sebuah unit dengan built-in kompensasi suhu dan check it terhadap dip manual.
Kapan aku harus memilih radar daripada ultrasonik?
A: Pilih radar ketika busa, uap, vakum, suhu tinggi, atau jarak panjang membuat jalur akustik tidak dapat diandalkan; 80 GHz radar menangani kondisi tersebut tetapi biaya lebih dari setara ultrasonik.
Apakah ultrasonik cocok untuk tangki vakum?
A: Tidak. Suara membutuhkan medium untuk melakukan perjalanan melalui, sehingga pengukuran ultrasonik tidak dapat digunakan dalam layanan vakum; menggunakan radar atau pengukuran tekanan hidrostatik sebagai gantinya.
Q: Seberapa sering sensor tingkat ultrasonik dibersihkan?
A: Dalam pelayanan air bersih, per tahun biasanya cukup. Dalam foaming, skala atau mengkristal media, memeriksa bulanan - sebuah 1 mm build-up pada wajah transducer cukup untuk menggeser bacaan.
Langkah Berikutnya
Cocokkan sensor ke kondisi pertama, kemudian ke anggaran. Jika tangki Anda bersih, ventilasi dan di atas 1 m, sensor tingkat ultrasonik adalah jawaban biaya-efektif; jika busa, uap, vakum atau jangkauan panjang mendominasi, anggaran untuk radar. Untuk seperti-untuk-seperti perbandingan di seluruh jangkauan, melihat sensor level ultrasonik pilihan atau Seri KUS3000.
Referensi Sumber Daya & amp;
Garis batas dan bimbingan instalasi dalam artikel ini adalah cross-diperiksa terhadap referensi eksternal berikut:
- Instrumentasi Coulton - A pemula & # 8217; s Guide to Ultrasonic Level Transskitters
- MaxBotix - Bagaimana Ultrasonic Sensor bekerja (perilaku akustik dan pola sinar)
- Wikipedia - Ultrasonic transducer (Konstruksi dan frekuensi berkisar)
- Wikipedia - Kecepatan suara (ketergantungan suhu digunakan untuk kompensasi)
