I. 측정 원리
초음파 변환기는 다음으로 만들어집니다. 압전 세라믹 재료. 측정은 다음 과정을 통해 이루어집니다. 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환한 다음, 다시 전기 에너지로 변환하는 것, 이 변환에 소요되는 시간을 기준으로 하여.
다시 말해, 초음파 변환기의 작동 원리는 다음과 같습니다. 초음파를 방출하고 반사된 에코를 수신한다. 시간 차이를 정확하게 측정함으로써 t 초음파 송신과 반사파 수신 사이의 간격, 그리고 이를 다음과 결합하여 음속 보정 (C) 주변 온도를 기준으로, 측정 거리는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다:
D = C × t / 2
II. 실제 적용 과정에서 직면한 문제점
| 문제 | 현상과 원인 | 해결책 |
| 스팀 환경 | 현상: 액체 수위가 감지되지 않는 경우가 종종 있습니다. 원인: 증기 환경에서는 매질의 음향 임피던스가 높아 굴절과 반사가 발생하며, 이로 인해 초음파가 과도하게 감쇠됩니다. | ●다음과 같이 사용하십시오. 비침습형(외부 장착형) 초음파 레벨 센서 바닥에서 측정하고 증기 매체를 피하기 위해. ●다음으로 대체하십시오: 장거리 결로 방지 센서, 에코를 감지할 수 있도록 송신 전력을 높입니다. ●다음과 같이 사용하십시오. 수중 수위 전송기 (압력식)으로 액체 수위를 측정합니다. |
| 먼지가 많은 환경 (일반적으로 고체 물질) | 현상: 레벨을 감지할 수 없습니다. 원인: 먼지는 초음파를 흡수하며, 시간이 지남에 따라 센서 표면에 먼지가 쌓입니다. | ● 다음으로 대체하십시오: 장거리 센서 그리고 정기적인 유지보수를 실시하십시오. ●다음과 같이 설치하십시오. 공기 배출 시스템 먼지가 없는 공간을 만들기 위해. ●다음과 같이 사용하십시오. 레이다 레벨 미터, 이는 먼지나 부유 입자의 영향을 거의 받지 않습니다. |
| 액체 표면의 거품 | 현상: 측정된 수위는 실제 액체 수위가 아닌 거품 표면에 해당하는 것이며, 그렇지 않으면 수위를 감지할 수 없습니다. 원인: 거품은 크기가 각기 다른 수많은 기포로 이루어져 있습니다. 초음파가 거품층에 들어오면 기체-액체 계면에서 지속적인 확산 반사와 굴절이 일어납니다. | ●다음과 같이 사용하십시오. 비침습형 초음파 수위 센서 거품의 영향을 피하기 위해 바닥에서부터 측정하십시오. ●다음과 같이 사용하십시오. 정전용량식 레벨 트랜스미터, 이는 액체에 의해 발생하는 정전용량을 직접 측정하며 거품의 영향을 받지 않습니다. ●다음과 같이 사용하십시오. 수중 수위 전송기 (압력식)으로 액체 수위를 측정합니다. |
| 동요 상태 | 현상: 측정값이 부정확하거나 레벨을 감지할 수 없는 경우. 원인: 액체 표면의 격렬한 요동과 표면 경사 변화는 에코의 전파 경로를 바꾸어, 경로 길이를 늘리고 신호 강도를 약화시킵니다. | ●다음과 같이 사용하십시오. 정전용량식 레벨 트랜스미터, 이는 액체 표면의 요동이나 기울기에 영향을 받지 않습니다. ●다음과 같이 사용하십시오. 수중 수위 전송기 (압력식)으로 액체 수위를 측정합니다. |
| 금속과의 프로브 접촉 | 현상: 측정값이 잘못되었습니다. 원인: 프로브에서 방출된 초음파는 금속에 닿으면 강하게 반사되며, 이로 인해 발생하는 금속의 진동이 계속해서 측정에 방해가 됩니다. | ● 센서를 금속 표면에 직접 부착하지 마시고, 플라스틱 어댑터 또는 브라켓. ●금속 표면에 설치할 수밖에 없는 경우에는 다음을 추가하십시오. 고무 격리 개스킷. 개스킷 하나만으로는 충분하지 않은 경우, 여러 개의 개스킷을 사용해야 합니다. |
III. 빔 각도의 개념
그 빔 각도 초음파의 …는 다음을 의미합니다. 원뿔 영역의 내각 전파 과정에서 초음파 에너지가 주로 집중되는 곳.
이것은 핵심 매개변수 초음파 레벨 및 포인트 레벨 계측기(단위: 도 °)의 초음파 감지 범위를 결정하는 데 사용됩니다. 또한 설치 시 금속 구조물 및 교반기를 피하기 위한 핵심 참고 자료이기도 합니다.
빔 각도와 주파수 간의 관계:
같은 크기의 탐침의 경우, 주파수가 높을수록 빔 각도가 더 작아집니다..
IV. 측정 범위 및 사각지대
측정 범위
측정 범위는 다음을 의미합니다. 프로브가 효과적으로 측정할 수 있는 최대 거리. 측정 범위를 초과할 경우, 측정이 되지 않거나 측정값이 부정확해질 수 있습니다.
실제 적용 시, 일반적으로 필요한 측정 범위는 10%–20%: 데이터시트에 명시된 공칭 범위보다 큼.
측정 범위는 다음 사항과 관련이 있습니다. 송신 전력 및 수신 감도. 송신 출력이 높고 수신 감도가 좋을수록 측정 범위는 더 넓어집니다. 일반적으로, 저주파 프로브는 더 높은 송신 전력을 낼 수 있다, 그렇기 때문에 측정 범위가 더 넓은 프로브는 일반적으로 더 낮은 주파수에서 작동합니다.
사각지대
사각 구역이란 프로브 바로 아래에 위치한, 정확한 측정이 불가능한 구역을 말합니다. 사각 구역보다 짧은 거리를 측정할 경우, 측정 결과가 부정확하거나 측정이 실패할 수 있습니다.
실제 적용 시, 일반적으로 권장되는 실제 필요한 사각 구역은 10%–20%는 데이터시트에 명시된 블라인드 영역보다 작습니다..
사각지대의 핵심은 압전 세라믹의 잔류 진동. 측정 대상이 프로브에 너무 가까이 있으면, 센서가 송신파와 반사파를 구분하지 못해 측정이 실패할 수 있습니다.
일반적으로, 고주파 프로브는 송신 전력이 낮고 잔류 진동이 적습니다., 그 결과 사각지대가 줄어듭니다. 이것이 바로 왜 초음파 센서의 측정 범위와 사각 지대는 항상 비례 관계에 있다.
V. 초음파 주파수
수위 센서 또는 점수위 센서의 초음파 주파수는 기계적 진동을 의미합니다. 프로브에서 방출되는 초음파의 주파수로, 킬로헤르츠(kHz) 단위로 측정됩니다.
대부분의 KACISE 초음파 프로브는 30~200 kHz 범위에서 작동하며, 측정 범위는 15 m에서 1 m까지이고, 사각 구역은 0.6 m에서 0.1 m까지입니다.
초음파 주파수와 정확도 간의 관계
주파수가 높은 초음파는 파장이 짧아 반사 표면의 미세한 변화를 더 잘 감지할 수 있으며, 그 결과 더 높은 분해능과 절대 정확도를 얻을 수 있습니다.
주파수가 낮은 초음파는 파장이 더 길고, 분해능이 낮으며, 절대 정확도가 상대적으로 떨어집니다.
절대 정확도는 실제 값과 측정값 간의 절대 차이를 의미합니다. 데이터시트에서는 정확도가 일반적으로 풀 스케일(FS) 대비 백분율로 표시됩니다..
