{"id":23932,"date":"2026-02-10T10:49:44","date_gmt":"2026-02-10T10:49:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.kcsensor.com\/?p=23932"},"modified":"2026-02-10T10:49:44","modified_gmt":"2026-02-10T10:49:44","slug":"ultrasonic-level-measurement-principle-and-measurement-precautions","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/ultrasonic-level-measurement-principle-and-measurement-precautions\/","title":{"rendered":"Zasada dzia\u0142ania ultrad\u017awi\u0119kowego pomiaru poziomu oraz \u015brodki ostro\u017cno\u015bci dotycz\u0105ce pomiaru"},"content":{"rendered":"<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>I. Zasada pomiaru<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Przetwornik ultrad\u017awi\u0119kowy wykonany jest z <strong>piezoelektryczny materia\u0142 ceramiczny<\/strong>. Pomiar jest osi\u0105gany poprzez proces konwersji <strong>energia elektryczna w energi\u0119 mechaniczn\u0105, a nast\u0119pnie z powrotem w energi\u0119 elektryczn\u0105<\/strong>, w oparciu o czas potrzebny na tak\u0105 konwersj\u0119.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Innymi s\u0142owy, zasada pracy przetwornika ultrad\u017awi\u0119kowego jest <strong>emituj fale ultrad\u017awi\u0119kowe i odbieraj odbite echa<\/strong>. Przez dok\u0142adne zmierzenie r\u00f3\u017cnicy czasu <strong>t<\/strong>&nbsp;pomi\u0119dzy ultrad\u017awi\u0119kow\u0105 transmisj\u0105 fal i odbieraniem echa, a po\u0142\u0105czeniem tego z <strong>kompensacja pr\u0119dko\u015bci akustycznej (C)<\/strong>&nbsp;w oparciu o temperatur\u0119 otoczenia odleg\u0142o\u015b\u0107 pomiarow\u0105 oblicza si\u0119 za pomoc\u0105 nast\u0119puj\u0105cego wzoru:<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>D = C \u00d7 t \/ 2<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>II. Problemy zwi\u0105zane z praktycznymi zastosowaniami<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><tbody><tr><td><strong>Problem<\/strong><strong><\/strong><\/td><td><strong>Fenomen i przyczyna<\/strong><strong><\/strong><\/td><td><strong>Rozwi\u0105zania<\/strong><strong><\/strong><\/td><\/tr><tr><td>\u015arodowisko parowe<\/td><td><strong>Fenomen:<\/strong>&nbsp;Poziom cieczy cz\u0119sto nie jest wykrywany.<br><strong>Przyczyna:<\/strong>&nbsp;W \u015brodowisku parowym, akustyczna impedancja medium jest wysoka, a odbicie i za\u0142amanie wyst\u0119puj\u0105, co powoduje nadmierne t\u0142umienie fal ultrad\u017awi\u0119kowych.<\/td><td>\u25cf U\u017cyj <strong>nieinwazyjny (montowany zewn\u0119trznie) czujnik poziomu ultrad\u017awi\u0119kowego<\/strong>&nbsp;do pomiaru od do\u0142u i unikn\u0105\u0107 pod\u0142o\u017ca parowego.<br>\u25cf Zast\u0105pi\u0107 <strong>czujnik antykondensacji dalekiego zasi\u0119gu<\/strong>, zwi\u0119kszenie mocy transmisji, aby mo\u017cna by\u0142o wykry\u0107 echo.<br>\u25cf U\u017cyj <strong>nadajnik poziomu podwodnego<\/strong>&nbsp;Do pomiaru poziomu cieczy.<\/td><\/tr><tr><td>Dusty Environment (Typowo Solid Materials)<\/td><td><strong>Fenomen:<\/strong>&nbsp;Poziom nie mo\u017ce by\u0107 wykryty.<br><strong>Przyczyna:<\/strong>&nbsp;Py\u0142 absorbuje fale ultrad\u017awi\u0119kowe, a z czasem kurz gromadzi si\u0119 na powierzchni czujnika.<\/td><td>\u25cf Zast\u0105pi\u0107 <strong>Czujnik dalekiego zasi\u0119gu<\/strong>&nbsp;i prowadzi\u0107 regularn\u0105 konserwacj\u0119.<br>\u25cf Zainstaluj <strong>system oczyszczania powietrza<\/strong>&nbsp;do tworzenia przestrzeni wolnej od py\u0142u.<br>\u25cf U\u017cyj <strong>miernik poziomu radaru<\/strong>, kt\u00f3ry jest prawie nienaruszony przez py\u0142 i zawieszonych cz\u0105stek.&nbsp;&nbsp;<\/td><\/tr><tr><td>Pianka na powierzchni ciek\u0142ej<\/td><td><strong>Fenomen:<\/strong>&nbsp;Poziom zmierzony odpowiada powierzchni pianki, a nie rzeczywistemu poziomowi cieczy lub poziom ten nie mo\u017ce zosta\u0107 wykryty.<br><strong>Przyczyna:<\/strong>&nbsp;Pianka sk\u0142ada si\u0119 z licznych p\u0119cherzyk\u00f3w o r\u00f3\u017cnych rozmiarach. Gdy fale ultrad\u017awi\u0119kowe wchodz\u0105 w warstw\u0119 piankow\u0105, w gazowych interfejsach wyst\u0119puj\u0105 ci\u0105g\u0142e odbicia dyfuzyjne i za\u0142amania.<\/td><td>\u25cf U\u017cyj <strong>nieinwazyjny czujnik poziomu ultrad\u017awi\u0119kowego<\/strong>&nbsp;do pomiaru od do\u0142u i unikn\u0105\u0107 wp\u0142ywu piany.<br>\u25cf U\u017cyj <strong>poziomomierz pojemno\u015bciowy<\/strong>, kt\u00f3ry bezpo\u015brednio mierzy kondensacj\u0119 wytwarzan\u0105 przez ciecz i nie ma wp\u0142ywu na pian\u0119.<br>\u25cf U\u017cyj <strong>nadajnik poziomu podwodnego<\/strong>&nbsp;Do pomiaru poziomu cieczy.<\/td><\/tr><tr><td>Zaburzenia pobudzenia<\/td><td><strong>Fenomen:<\/strong>&nbsp;Nieprawid\u0142owe warto\u015bci pomiarowe lub niemo\u017cno\u015b\u0107 wykrycia poziomu.<br><strong>Przyczyna:<\/strong>&nbsp;Gwa\u0142towne wahania powierzchni cieczowej i nachylenie powierzchni zmieniaj\u0105 \u015bcie\u017ck\u0119 echa, zwi\u0119kszaj\u0105c d\u0142ugo\u015b\u0107 \u015bcie\u017cki i zmniejszaj\u0105c wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 sygna\u0142u.<\/td><td>\u25cf U\u017cyj <strong>poziomomierz pojemno\u015bciowy<\/strong>, na kt\u00f3re nie maj\u0105 wp\u0142ywu fluktuacje lub nachylenie powierzchni ciek\u0142ej.<br>\u25cf U\u017cyj <strong>nadajnik poziomu podwodnego<\/strong>&nbsp;Do pomiaru poziomu cieczy.<\/td><\/tr><tr><td>Proba Kontakt z metalem<\/td><td><strong>Fenomen:<\/strong>&nbsp;Nieprawid\u0142owe warto\u015bci pomiarowe.<br><strong>Przyczyna:<\/strong>&nbsp;Fale ultrad\u017awi\u0119kowe emitowane przez sond\u0119 ulegaj\u0105 silnemu odbiciu podczas kontaktu z metalem, a wibracje metalowe nadal zak\u0142\u00f3caj\u0105 pomiar.<\/td><td>\u25cf Nie nale\u017cy montowa\u0107 czujnika bezpo\u015brednio na metalu; <strong>adapter lub wspornik z tworzywa sztucznego<\/strong>.<br>\u25cf Je\u015bli instalacja na metalu jest nieunikniona, dodaj <strong>uszczelki izolacyjne gumowe<\/strong>. Je\u015bli jedna uszczelka jest niewystarczaj\u0105ca, nale\u017cy u\u017cy\u0107 wielu uszczelek.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>III. Koncepcja k\u0105ta wi\u0105zki<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">W <strong>K\u0105t wi\u0105zki<\/strong>&nbsp;fal ultrad\u017awi\u0119kowych odnosi si\u0119 do <strong>w tym k\u0105t obszaru sto\u017ckowego<\/strong>&nbsp;w kt\u00f3rych energia ultrad\u017awi\u0119kowa jest skoncentrowana g\u0142\u00f3wnie podczas rozmna\u017cania.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">To jest <strong>parametr podstawowy<\/strong>&nbsp;o przyrz\u0105dach ultrad\u017awi\u0119kowych i punktowych (jednostka: \u00b0 \u00b0), okre\u015blaj\u0105cych obszar pokrycia ultrad\u017awi\u0119kowego. Jest to r\u00f3wnie\u017c kluczowe odniesienie do unikania metalowych konstrukcji i agitator\u00f3w podczas instalacji.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy k\u0105tem wi\u0105zki a cz\u0119stotliwo\u015bci\u0105:<\/strong><br>Dla sond tej samej wielko\u015bci, <strong>wy\u017csza cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 powoduje mniejszy k\u0105t wi\u0105zki<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>IV. Zakres pomiarowy i strefa \u015blepa<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Zakres pomiarowy<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Zakres pomiaru odnosi si\u0119 do <strong>maksymalna odleg\u0142o\u015b\u0107, kt\u00f3r\u0105 sonda mo\u017ce skutecznie zmierzy\u0107<\/strong>. Przekroczenie zakresu pomiarowego mo\u017ce prowadzi\u0107 do braku pomiaru lub niedok\u0142adnego pomiaru.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">W praktyce zalecany jest na og\u00f3\u0142 rzeczywisty wymagany zakres pomiarowy. <strong>10% -20% wi\u0119cej ni\u017c zakres nominalny okre\u015blony w arkuszu danych<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Zakres pomiarowy jest zwi\u0105zany z <strong>moc przesy\u0142owa i czu\u0142o\u015b\u0107 odbioru<\/strong>. Im wi\u0119ksza moc transmisji i im lepsza czu\u0142o\u015b\u0107 odbioru, tym d\u0142u\u017cszy zakres pomiaru. Og\u00f3lnie <strong>sondy o niskiej cz\u0119stotliwo\u015bci mog\u0105 osi\u0105gn\u0105\u0107 wy\u017csz\u0105 moc przesy\u0142ow\u0105<\/strong>Dlatego sondy o wi\u0119kszych zakresach pomiarowych dzia\u0142aj\u0105 zazwyczaj na ni\u017cszych cz\u0119stotliwo\u015bciach.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Martwa strefa<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Strefa niewidoma odnosi si\u0119 do odleg\u0142o\u015bci bezpo\u015brednio poni\u017cej sondy, gdzie dok\u0142adne pomiary nie s\u0105 mo\u017cliwe. Odchylenia pomiarowe kr\u00f3tsze od strefy niewidomej spowoduj\u0105 niedok\u0142adne lub nieprawid\u0142owe pomiary.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">W praktycznych zastosowaniach zaleca si\u0119, aby rzeczywista wymagana strefa niewidoma by\u0142a <strong>10-20% mniejsze ni\u017c strefa niewidoma okre\u015blona w arkuszu danych<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Istot\u0105 strefy niewidomej jest <strong>drgania resztkowe ceramiki piezoelektrycznej<\/strong>. Je\u015bli zmierzony obiekt jest zbyt blisko sondy, czujnik nie mo\u017ce odr\u00f3\u017cni\u0107 fal transmitowanych od echa powracaj\u0105cego, powoduj\u0105c awari\u0119 pomiaru.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Og\u00f3lnie <strong>sondy o wysokiej cz\u0119stotliwo\u015bci maj\u0105 mniejsz\u0105 moc przesy\u0142ow\u0105 i mniejsze wibracje resztkowe<\/strong>, co prowadzi do mniejszej strefy niewidomej. To wyja\u015bnia dlaczego <strong>Zakres pomiaru ultrad\u017awi\u0119kowych czujnik\u00f3w i strefy \u015blepej s\u0105 zawsze proporcjonalne<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>V. Cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 ultrad\u017awi\u0119kowa<\/strong><strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 ultrad\u017awi\u0119kowa czujnika poziomu lub poziomu punktu odnosi si\u0119 do drga\u0144 mechanicznych<strong>&nbsp;<\/strong>cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 fal ultrad\u017awi\u0119kowych emitowanych przez sond\u0119, mierzona w kilohercach (kHz).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wi\u0119kszo\u015b\u0107 sond ultrad\u017awi\u0119kowych KACISE dzia\u0142a w zakresie 30- 200 kHz, co obejmuje pomiary w zakresie od 15 m do 1 m, w strefach niewidomych w zakresie od 0,6 m do 0,1 m.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Zwi\u0105zek pomi\u0119dzy cz\u0119stotliwo\u015bci\u0105 ultrad\u017awi\u0119kow\u0105 a dok\u0142adno\u015bci\u0105<\/strong><strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wy\u017csze fale ultrad\u017awi\u0119kowe cz\u0119stotliwo\u015bci maj\u0105 kr\u00f3tsze d\u0142ugo\u015bci fal, co umo\u017cliwia lepsze wykrywanie ma\u0142ych zmian na powierzchni odbijaj\u0105cej, co powoduje wi\u0119ksz\u0105 rozdzielczo\u015b\u0107 i absolutn\u0105 dok\u0142adno\u015b\u0107.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Fale ultrad\u017awi\u0119kowe o ni\u017cszej cz\u0119stotliwo\u015bci maj\u0105 d\u0142u\u017csze d\u0142ugo\u015bci fal, ni\u017csz\u0105 rozdzielczo\u015b\u0107 i stosunkowo mniejsz\u0105 dok\u0142adno\u015b\u0107 bezwzgl\u0119dn\u0105.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dok\u0142adno\u015b\u0107 bezwzgl\u0119dna &amp; nbsp; odnosi si\u0119 do r\u00f3\u017cnicy bezwzgl\u0119dnej pomi\u0119dzy warto\u015bci\u0105 rzeczywist\u0105 a warto\u015bci\u0105 zmierzon\u0105. W arkuszach danych dok\u0142adno\u015b\u0107 jest zazwyczaj wyra\u017cona jako procent pe\u0142nej skali (FS)<strong>.<\/strong><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>I. Measurement Principle An ultrasonic transducer is made of piezoelectric ceramic material. Measurement is achieved through the process of converting electrical energy into mechanical energy and then back into electrical energy, based on the time required for this conversion. In other words, the working principle of an ultrasonic transducer is to emit ultrasonic waves and [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[114],"tags":[],"class_list":["post-23932","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ultrasonic-sensor"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23932","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23932"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23932\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23932"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23932"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kcsensor.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23932"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}