سطح سنج التراسونیک با روش غیر تماسی می تواند به سنجش ارتفاع سطح مخازن حاوی مایعات و جامدات پودری بپردازد. این دستگاه به کمک سنسور التراسونیک بر پایه سرعت صوت ارسالی و دریافت سیگنال برگشتی حجم مخازن را کنترل کند.
سطح سنج الکتراسونیک را با نام های لول متر سطح التراسونیک، سطح سنج مخازن و لول متر مخازن نیز می شناسند. هایپر صنعت فامکو به عنوان یکی از بزرگ ترین تامین کنندگان تجهیزات ابزار دقیق در ایران سطح سنج های التراسونیک را در برندهای شناخته شده و با کیفیت ارائه می نماید.
لول متر یا سطح سنج های التراسونیک با استفاده از اصل تایم اف لاین (زمان پرواز) می توانند در یک بازه زمانی مشخص مدت زمان ارسال و برگشت صوت را اندازه گیری کنند. در لول متر التراسونیک ترانسدیوسر غیرتماسی گذاشته شده که داخل آن یک کریستال پیزو الکترونیک قرار دارد که وظیفه آن تبدیل سیگنال الکتریکی به موج التراسونیک است و طبق این روند می توان زمان پرواز (TOF) را محاسبه کرد.
دامنه اندازه گیری پالس های التراسونیک در محدوده 4 تا 20 میلی آمپر است که در واقع می تواند یک سیگنال جریان خروجی را در این محدوده تولید کند و قابل ارسال به کنترلرها یا PLcها می باشد. این دستگاه به منظور عملکرد بهتر دارای نقطه تنظیم است و باید با فاصله اندازه گیری در مخزن تناسب داشته باشد. از این رو نقطه تنظیم 4 میلی آمپر باید با حداکثر فاصله یا ته مخزن خالی قرار گیرد و نقطه 20 میلی آمپر باید در نزدیکی بالای مخزن یا حداقل فاصله اندازه گیری از سنسور گذاشته شود.
این نوع از تجهیزات اندازه گیری سطح برای اندازه گیری ارتفاع سطح محتویات داخل مخازن در ابتدا یک سیگنال صوتی در محدوده فرکانسی (20 تا 200) کیلوهرتز را به صورت مخروطی به سطح مورد نظر ارسال می نماید که موج ارسالی فراتر از محدوده شنوایی انسان می باشد و قابل شنیدن نیست. سپس بعد از برخورد سیگنال ارسالی به سطح، مجددا این سیگنال برگشتی توسط سنسور دریافت می شود و در نهایت پارامتر ارتفاع سطح در مخازن به کمک سرعت رفت و برگشت صوت در محیط، قابل محاسبه می باشد.
طی این فرایند، فاصله بین سنسور تا سطح مواد داخل مخزن قابل اندازه گیری می باشد و در مرحله آخر توسط ترانسمیتر مورد پردازش قرار می گیرد. در نظر داشته باشید که ترانسمیتر تنها بالاترین پالس بازگشتی را مد نظر قرار می دهد و از سایر پالس های برگشتی چشم پوشی می کند.
لازم به ذکر است که در سطح سنج های التراسونیک قابلیتی به اسم "فاصله مرده" تعریف شده است که این پارامتر بیانگر فاصله ای مشخص در جلوی سنسور می باشد که توسط سطح سنج قابل اندازه گیری نمی باشد و فرایند اندازه گیری از آن فاصله به بعد انجام می شود. همچنین سطح سنجش های التراسونیک در نقش یک کنترل کننده عمل کرده و با بررسی مخازن در زمان پر یا خالی شدن، ورودی و خروجی های مخزن را کنترل می کنند. به منظور بهبود دقت اندازه گیری در سطح سنج های التراسونیک می توانید یک نقطه ثابت را به عنوان مرجع انتخاب کرده و روند تغییر سطح را متناسب با آن نقطه بررسی کنید.
در زمان انتخاب سطح سنج های التراسونیک، ویژگی هایی نظیر محدوده دمایی، فشار داخلی مخازن، تعداد خروجی ها، محدوده قابل اندازه گیری و دقت لول متر را مورد بررسی قرار دهید و در زمان نصب سطح سنج های التراسونیک بهتر است به موارد زیر توجه داشته باشید.
جنس پراب سنسور التراسونیک
یکی از نکات مهم در زمان خرید سطح سنج های التراسونیک، جنس سنسور التراسونیک می باشد که باید متناسب با سیال درون مخزن انتخاب شده و با آن سازگار باشد و مواردی نظیر ویژگی خورندگی یا واکنش پذیری با سیال مورد نظر را در نظر بگیرید.
شکل ظاهری مخزن
نوع انتشار امواج در سطح سنج های التراسونیک به شکل مخروطی می باشد و باید در نظر داشته باشید که در زمان ارسال موج دقیقا به سطح مواد داخل مخزن برخورد کرده و بازتاب پیدا کند. در برخی مواقع به دلیل شکل و ابعاد مختلف مخازن، امواج ارسال شده به دیواره مخزن برخورد کرده و باعث ایجاد اختلال در عملکرد کلی سنسور التراسونیک می گردد و نتایج حاصل از اندازه گیری دچار خطا می شوند.
نوع سیال داخل مخازن
غبار و بخارهای موجود در مخازن می تواند باعث اختلال در عملکرد سیستم گردد به همین برای به حداقل رساندن خطای سنسور بهتر است از سطح سنج های التراسونیک برای تعیین سطح در مخازن حاوی سیالات فاقد کف، غبار، بخار یا حباب استفاده شود. زیرا وجود کف باعث تضعیف قدرت سیگنال های ارسالی توسط سنسور می گردد و توصیه می شود در مخازن حاوی سوخت از لول مترهای التراسونیک استفاده نشود. به عنوان مثال سطح سنج های التراسونیک در مخازن حاوی بنزین به دلیل خروج بخار از سطح این نوع سوخت قابل استفاده نمی باشد.
محدوده دمایی سنسور التراسونیک
از دیگر پارامترهای تاثیر گذار در انتخاب نوع سطح سنج، دما می باشد و باید محدوده دمای عملکرد سنسور متناسب با دمای محتویات مخازن باشد تا به سنسور آسیب جدی وارد نشود. همان طور که می دانید دما یکی از پارامترهای تاثیر گذار در سرعت صوت است به همین جهت برخی از لول مترهای التراسونیک دارای سنسور دما نیز هستند تا تاثیرات دمایی به حداقل حالت ممکن برسد.
نکات استفاده از سطح سنج التراسونیک
توجه به محل و زاویه نصب سنسور یکی از موارد قابل توجه، در مخازنی است که مجهز به پره هم زن، نردبان یا براکت هستند و در صورت برخورد امواج ساطح شده از سمت سنسور التراسونیک به این تجهیزات، سیگنال ارسالی دچار خطا شده و نتایج نادرستی را ارائه می نماید. برخی از انواع سنسورها دارای قابلیت حذف این نوع خطاها می باشند به همین جهت سنسور باید به گونه ای نصب شود که سطح سنسور دچار چگالش نشود و بهتر است که سنسور التراسونیک در بالا یا در بخش انتهایی مخزن نصب شود و به منظور نصب سنسور، زاویه صحیح را انتخاب نمایید که بهترین حالت نصب، زاویه 90 درجه می باشد.
مکان نصب سطح سنج التراسونیک
لازم به ذکر است که قیمت سطح سنج التراسونیک متناسب با نوع کاربرد، ویژگی های دستگاه، رزولوشن، محدوده قابل اندازه گیری، خروجی جریان و سایر فاکتورهای متمایز کننده در برندهای مختلف تعیین می شود و از مهم ترین ملاک های تعیین قیمت سطح سنج های التراسونیک می توان به حداکثر فاصله قابل اندازه گیری توسط سطح سنج اشاره کرد.
دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید