20〜200kHzの音のパルスを放射し、エコーの戻りタイミングで液体レベルを測定する超音波レベルセンサー。 それらはほとんどの水および廃水タンクで非接触、安価であり、よく働きます–しかしそれらは7つの特定の状態で失敗します:空白の間隔、泡、蒸気、真空、高温、濁り、および角度を付けられたか、または上塗を施してある表面。 このガイドは、典型的なしきい値、それを解決する方法、そしてレーダーに切り替えるときに各限界を説明しています。 ハードウェアをまだ選択している場合は、 超音波レベルセンサーの概要.
ほとんどの“ultrasonicセンサーの制限”記事リストの音響理論。 実際のタンクでは、実際には効果のほんの一握りしか問題ありません。ビームパスの中にあるもの、表面がどのように動作するか、そして温度変化の速度。 以下のセクションは、その3つの現実の周りに整理されています。
超音波レベルセンサーが1つのパラグラフでどのように機能するか
トランスデューサーは音の破裂を発生させ、エコーが戻ってくるまで時間を測定します。 距離は(音×時間の速度)÷2で計算され、タンクジオメトリを使用してレベルに変換されます。 2つの結果が続きます。 まず、エコーの泡、蒸気、結露を弱める、または遅延するものは、ニュアンスだけでなく、測定エラーになります。 2つ目は、温度が約0.6m/s/°Cで変化する音の速度が完全にきれいなタンクにさえ漂流するので。 音響の側面のフルーアーの処置はこので利用できます 初心者’s 超音波レベルの送信機へのガイド.
トランスデューサーは音の破裂を発生させ、エコーが戻ってくるまで時間を測定します。 距離は(音×時間の速度)÷2で計算され、タンクジオメトリを使用してレベルに変換されます。 2つの結果が続きます。 まず、エコーの泡、蒸気、結露を弱める、または遅延するものは、ニュアンスだけでなく、測定エラーになります。 2つ目は、温度が約0.6m/s/°Cで変化する音の速度が完全にきれいなタンクにさえ漂流するので。 音響の側面のフルーアーの処置はこので利用できます 初心者’s 超音波レベルの送信機へのガイド.
7 超音波レベルのセンサーの実質の限界(解決と)
これらは、理論的なものではなく、インストールを変更する制限です。
- 空白の間隔 —トランスデューサー面の30〜50 cm以内の信頼性の高い測定はありません。 ソリューション: センサーをマウントして、最も高い液体レベルが空白の間隔下にあるか、静止した井戸を使用して、使用可能な範囲を上げます。
- フォームレイヤー —約2cmの泡より厚い泡は脈拍を吸収し、または偽りか凍らせていた読書を作り出します。 ソリューション:表面泡を迂回するために静止した井戸を使用して、またはプローブに沿って伝搬するガイド付き波レーダーに移動します。
- 蒸気および凝縮 — トランスデューサーの顔に形成する小冊子は信号を減衰させ、効果は暖かい、湿気がある、またはタンクで育ちます。 解決:熱くするか、または空気浄化されたトランスデューサを、または凝縮を取除くためにセンサーを角度指定して下さい。
- 温度ドリフト — 1 °Cあたり0.6 m/sの音速が変化するので、センサーが補正されていないと、約1%の読み方を振り向くことができます。 解決: 作り付けの温度の補償が付いているセンサーを選び、試運転の手動すくいに対してそれを確認して下さい。
- 真空サービス — 真空では音が伝播できないため、真空タンクやカラムでは超音波測定は適用されません。 ソリューション:代わりにレーダー(電磁FMCW)または静圧測定を使用します。
- コーティングとクリスタルメディア — 粘液、スケーリング、またはトランスデューサー面上に構築された液体を結晶化し、数週間にわたって信号を湿らせます。 解決: 上塗を施してあるか化学的に抵抗力がある表面を使用して下さい、または維持の部分として定期的なクリーニングをスケジュールして下さい。
- タービンおよび複数のエコー — アジテーター、カスケード、フィリングストリームは、偽のエコーと不安定な読書を作成します。 ソリューション:エコー処理フィルターを有効にし、アジテーターシャフトからセンサーを離し、ターブレンスが重くなる静止井戸を使用します。
あなたのアプリケーションがこれらの3つ以上のヒットした場合、超音波は通常、調整の問題ではなく間違った技術です。
超音波対レーダー(80のGHz)対の流体静力学のレベル センサー
操作条件でショートリストにこのテーブルを使用して、データシートから確認します。
| 特徴 | 超音波 | 80 GHz のレーダー | 油圧 |
|---|---|---|---|
| 測定原理 | サウンドタイムオブフライト | 電磁FMCW | 圧力対レベル |
| 空白の間隔 | 30〜50センチメートル | 〜5センチメートル | なし |
| 泡の抵抗 | ポアー | いいね | グッド(ペット) |
| 真空サービス | いいえ | はい | はい |
| 価格レベル | 低 | 中 | 低い– メディア |
| 典型的な正確さ | ±0.2～0.5%FS | ±1～2mm | ±0.5% FS |
超音波の代わりにレーダーを選択するとき
泡、蒸気、真空、高温、または長期測定範囲がアコースティックパスを信頼性が低い場合、レーダーに切り替える - これらは正確に超音波精度が80 GHzのレーダーが作業を続けながら崩壊する条件です。 サイトマップ レーダー式レベルセンサー 上記の制限の2つ以上がタンクに適用される場合。
インストールとメンテナンスチェックリスト
- タンク壁、梯子、および入口のストリームのビームをクリアに保つ — 軸周りの少なくとも5°の明確な円錐形を目指します。
- 液体表面に垂直にマウント; 傾斜トランスデューサは、使用可能な範囲を短くし、偽のエコーを増加させます。
- 4～20 mA または RS485 を 1 週間の手動ディップから出力し、ジオメトリとブランクオフセットを確認します。
- トランスデューサーは、フォームやスケーリングサービスで毎月直面します。 1 mmのビルドアップは、読書をシフトするのに十分です。
- 記録温度補償の行動を季節的に — 屋外のタンクは、補償されていないユニットを露出するのに十分なスイングすることができます。
これらの条件で使用されるレベルの送信機のために、 KUS3000シリーズ タンク レベルおよびチャネルの測定をカバーして下さい;超音波感知の音響行動はまた要約されます MaxBotix’sセンサープライマー.
よくあるご質問
Q:超音波レベルのセンサーの空白の間隔は何ですか。
A: 振動距離は、トランスデューサ面から30〜50cm程度です。そのゾーン内で、echoから送信パルスを分離できないため、信頼性の高い測定が可能です。
Q: 泡を通して超音波レベルのセンサー測定できますか。
A: 薄い泡だけ。 層は、約2cmの吸収よりも厚く、音のパルスを散らばり、誤った読書を引き起こします。そのため、泡立つタンクは通常、ガイド付き波レーダーまたは静止した井戸によって提供される。
Q:温度は超音波レベル測定に影響を与えますか。
A: はい — 音の速度は °C あたり 0.6 m/s に変化します。そのため、アンビエントとプロセス温度の比類のないセンサーが漂流します。 内蔵の温度補正でユニットを選択し、手動のすくいに対してチェックします。
Q: 超音波の代わりにレーダーを選ぶべきですか。
A: 泡、蒸気、真空、高温、または長距離がアコースティックパスを信頼できないようにするには、レーダーを選択してください。 80 GHzのレーダーは、これらの条件を処理しますが、超音波と同等のコスト以上かかります。
Q: 真空タンクに適した超音波ですか。
A: いいえ。 音は中型の旅行を通すように要求します、従って超音波測定は真空サービスで利用できません;代わりにレーダーか静電気圧力測定を使用して下さい。
Q:超音波レベル センサーがきれいになるべき頻度か。
A: きれいな水サービスでは、毎年十分です。 発泡、スケーリング、クリスタルメディアでは、トランスデューサーフェイス上に1mmのビルドアップが読み替えに十分です。
次のステップ
センサーを条件に最初に一致させ、そして予算に。 あなたのタンクがきれいで、換気され、そして1 mを超えると、超音波レベルセンサーは費用効果が大きい答えです;泡、蒸気、真空または長期のdominateなら、レーダーのための予算。 範囲を横断するような比較については、 超音波レベルセンサー 選択または選択 KUS3000シリーズ.
リソース & リファレンス
この記事のしきい値とインストールガイダンスは、次の外部参照に対してクロスチェックされます。
