Ultralyd Nivå Sender Arbeidsprinsipp

en ultralydnivåsender er montert på toppen av tanken og overfører en ultralydspuls ned i tanken. Denne pulsen, som beveger seg med lydens hastighet, reflekteres tilbake til senderen fra væskeoverflaten. Senderen måler tidsforsinkelsen mellom det overførte og mottatte ekkosignalet, og den innebygde mikroprosessoren beregner avstanden til væskeoverflaten ved hjelp av formelen.

Avstand = (Lydhastighet i luft x tidsforsinkelse) / 2

når senderen er programmert med bunnreferansen til applikasjonen – vanligvis bunnen av tanken – beregnes væskenivået av mikroprosessoren.Den grunnleggende ligningen for beregning av tanknivået er

Nivå = Tankhøyde-Avstand

Grunnleggende Konsept Og Elementer Av Ultralydnivåmåling

Minimum måleavstand (Xm): (også kjent som «Dead Band») er en funksjon som er felles for alle ultralydnivåmålere. Dette er et kort område foran sensoren der ultralydsenheten ikke kan måle.

Maksimal måleavstand (XM) : det lengste området under ideell tilstand som enheten kan måle. Ingen måling er mulig utover denne avstanden.

Ultralyd nivå sender, som utfører beregninger for å konvertere avstanden til bølge reise til et mål på nivå i tanken. Tidsavbrudd mellom avfyring av lydsprekk og mottak av returekkoet er direkte proporsjonal med avstanden mellom transduseren og materialet i fartøyet. Mediet er normalt luft over materialets overflate, men det kan være et teppe av noen andre gasser eller damper. Instrumentet måler tiden for utbruddene å reise ned til reflekterende overflate og returnere. Denne tiden vil være proporsjonal med avstanden fra transduseren til overflaten og kan brukes til å bestemme væskenivået i tanken. Dette grunnleggende prinsippet ligger i hjertet av ultralydsmålingsteknologien og er illustrert i ligningen: Avstand = (Lydhastighet x Tid) / 2. Disse kontaktløse enhetene er tilgjengelige i modeller som kan konvertere avlesninger til 4-20 mA-utganger Til DCSs, Pls eller andre eksterne systemer.

frekvensområdet for ultralydsmetoder ligger i området 15 … 200 kHz. Instrumentene med lavere frekvens brukes til vanskeligere bruksområder, for eksempel lengre avstander og faste nivåmålinger, og de med høyere frekvens brukes til kortere væskenivåmålinger.

for praktiske anvendelser av ultralyd målemetode, må en rekke faktorer vurderes. Noen viktige punkter er:

• lydens hastighet gjennom mediet (vanligvis luft) varierer med mediumets temperatur. Transduseren kan inneholde en temperatursensor for å kompensere for endringer i driftstemperatur som vil endre lydens hastighet og dermed avstandsberegningen som bestemmer en nøyaktig nivåmåling. Temperaturkompensasjon er gitt for å ta hensyn til ensartede temperaturavvik i lydmediet. Temperatursensoren er plassert inne i transduseren og signalet sendes til transceiveren via transduserens ledninger. Alternativt kan en alternativ temperatursensor brukes til å gi en temperaturinngang, i stedet for å bruke den integrerte temperatursensoren. Hvis temperaturen på lydmediet skal forbli konstant, i stedet for å bruke enten den integrerte temperaturkompensasjonen eller den eksterne sensoren, kan ønsket temperatur angis under transceiverkonfigurasjonen.
• tilstedeværelsen av tungt skum / støv på overflaten av materialet kan fungere som lydabsorberende. I noen tilfeller kan absorpsjonen være tilstrekkelig til å utelukke bruk av ultralydteknikken. For å forbedre ytelsen der skum / støv eller andre faktorer påvirker bølgebevegelsen til og fra væskeoverflaten, kan noen modeller ha en stråleføring festet til transduseren.
• Ekstrem turbulens i væsken kan forårsake svingende avlesninger. Bruk av dempejustering i instrumentet eller en responsforsinkelse kan bidra til å løse dette problemet. Transceiveren gir demping for å kontrollere maksimal endringshastighet for det viste materialnivået og svingningen av ma-utgangssignalet. Demping reduserer responsraten på skjermen, spesielt når flytende overflater er i agitasjon eller materiale faller inn i lydbanen under fylling.

Fordeler

1. Ultralydsendere er enkle å installere på tomme tanker eller på tanker som inneholder væske.
2. Oppsettet er enkelt, og disse enhetene med innebygd programmeringsfunksjon kan konfigureres på få minutter.
3. da det ikke er kontakt med media og ingen bevegelige deler, er enhetene nesten vedlikeholdsfrie. Fuktede materialer er vanligvis en inert fluoropolymer, og motstandsdyktig mot korrosjon fra kondenserende damper.
4. fordi enheten ikke er i kontakt, er nivåmåling upåvirket av endringer i væsketetthet, dielektrisk eller viskositet, og fungerer godt på vandige væsker og mange kjemikalier.
5. Endringer i prosesstemperaturen vil endre hastigheten på ultralydpulsen gjennom rommet over væsken, men innebygd temperaturkompensasjon korrigerer dette automatisk.
6. Endringer i prosesstrykk påvirker ikke målingen.

Begrensninger

1. Ultralydsendere stole på at pulsen blir upåvirket i løpet av flytiden. Væsker som danner tunge damper, damp eller damplag bør unngås (bruk En Radarsender i disse tilfellene). Som pulsen trenger luft å reise gjennom, vakuum programmer er ikke mulig.
2. Konstruksjonsmaterialer begrenser vanligvis prosesstemperaturen til rundt 158 °F (70 °C) og trykk til 43 psig (3 bar).
3. tilstanden til væskeoverflaten er også viktig. Noen turbulens kan tolereres, men skumdannelse vil ofte dempe returekkoet.
4. Hindringer i tanken, for eksempel rør, forsterkningsstenger og omrørere, vil forårsake falske ekkoer, men de fleste sendere har sofistikerte programvarealgoritmer for å tillate maskering eller ignorering av disse ekkoene.
5. Ultralydsendere kan brukes på siloer som inneholder tørre produkter som pellets, korn eller pulver, men disse er vanskeligere å kommisjonere. Faktorer som overflatevinkel av hvile, støv og lange områder må tas i betraktning. En Guidet Bølge Radar sender er bedre egnet til tørre produkt applikasjoner.