زمانی کلام از تکنیکهای اندازهگیری و تشخیص سطح به شیوههای غیرتماسی و پیوسته به میان میاید، اندازهگیری سطح بوسیله لول ترانسمیتر التراسونیک اعمال میگردد که یکیاز فناوریهای رایج و کاربردی دراین باره میباشد. آنچه به دنبال میخوانید:
اندازه گیری سطح به نحوه التراسونیک (Ultrasonic)
لول ترانسمیتر التراسونیک با اندازهگیری مسافت از فرستنده (معمولاً در بالای مخزن) تا سطح یک ماده فرآیندی که در زیر پیاله یا این که مخزن قراردارد، سطح را اندازهگیری مینمایند. ترانسمیتر سطح یا این که لول ترانسمیتر التراسونیک یک موج آلتراسونیک را در یک سطح منتشر مینماید سپس سیگنال را منعکس مینماید. فرکانس این امواج بالاتر از محدوده شنوایی آدم می باشد و به همین عامل به آنها آلتراسونیک میگویند. فرصت پرواز برای یک پالس صدا این مسافت را نشانه می دهد.
با به کار گیری از زمان ژرف اندیشی سیگنال، دستگاه قادر است مسافت کناره ذیل سنسور تا سطح را به حساب آوردن نماید. جریان برق حاذق مجال پالس رفت و رجوع را اندازه گیری مینماید و با دانستن سرعت صوت، فاصله را محاسبه مینماید. از آنجایی که سرعت صوت متعلق به دما میباشد، مبدل همینطور دمای ظرف را اندازه گیری مینماید تا جبران تغییرو تحول دما را مهیا نماید.
در تجهیز ترانسمیتر سطح التراسونیک ماژول الکترونیک فرستنده شامل تمام مدارهای پردازش توان، محاسبات و سیگنال و یک مبدل آلتراسونیک میباشد. مبدل از یک یا این که تعدادی کریستال پیزوالکتریک برای جابجایی و اخذ امواج صوتی تشکیل گردیده میباشد. وقتی که انرژی الکتریکی به کریستالهای پیزوالکتریک جاری ساختن میشود، آنها برای تشکیل داد یک سیگنال صوتی جنبش مینمایند.
هنگامی که سیگنال صوتی به عقب منعکس میگردد، جنبش موج صوتی منعکس گردیده یک سیگنال الکتریکی تشکیل داد مینماید. این تحت عنوان پالس بازگشت تشخیص داده میگردد.
فرصت عبور، که تحت عنوان مجال بین سیگنالهای ارسالی و بازگشتی اندازهگیری می شود، بعد برای استنباط سطح یک کشتی به کارگیری میشود. در یک عملیات شبیه، سوئیچ سطح آلتراسونیک می تواند اندازهگیری جریان شبکه گشوده را با تبدیل قرائت سطح به واحد وسعت در هر مجال انجام دهد. انواع معمول مخزن، فلوم ها و سرریزها در برنامه دستگاه ذخیره میگردند. یک جدول خطیسازی 32 نقطهای نیز برای مخازن غیر معمول یا این که عناصر جریان نخستین مو جود میباشد.
اصول نخستین اندازه گیری سطح به طرز التراسونیک
دراینحالت اندازهگیری، فرصت تکان موج صوتی با مقدار خلأ فی مابین سطح مایع و بالای ظرف متناسب هست. تأثیر سرعت صوت که خویش به اتمسفر گوشه و کنار بستگی داراست، به صورت خود کار به وسیله فرستنده بر پایه ی ورودی مقادیر خاص و اندازه گیری دمای محیط جبران می شود. در اصل، ترانسمیترهای سطح آلتراسونیک فاصله طی گردیده به وسیله یک موج آلتراسونیک را برای تعیین سطح تبدیل مینمایند. در صورتی مسافت دربین کناره پایین سنسور و تحت ظرف معین باشد، دستگاه می تواند سطح لبریز شدن را اکران دهد.
در صورتیکه مبدل آلتراسونیک به اندازه کافی ناهموار باشد و پیاله پروسه به اندازه کافی عاری از لجن و بقیه مواد میرایی صدا که در کف کاسه انباشته شدهاند، مبدل ممکن میباشد در تحت کاسه نصب گردد و امواج صوتی را از سطح مایع از روش مایع منعکس نماید. هر تفاوت قابل توجهی در سرعت صوتی دربین دو ماده برای منعکس شدن یک موج صوتی کافی میباشد. در اینحالت، مهم وجود ندارد که موج صوتی فرودی استارت از کدام ماده منتشر میگردد.
در حالتی که شرایط ظرف مشخص باشد، وسعت آن را نیز میقدرت انتخاب کرد. با یاری فیلترهای اکو تداخلی متفاوت، میقدرت از سیستم در درون ظروف نیز بهره مند شد لول ترانسمیتر – حتی در صورتی وسایل داخلی پژواک آزاردهنده تولید نمایند. این فناوری امکان اندازهگیری سطح یا این که وسعت سیال را فارغ از تماس فیزیکی با مواد داراست. این دستور به ویژه در کاربردهایی که دربردارنده مواد خورنده، جامدات آویزان یا این که رسانههای پوششی میباشند، اهمیت داراست.
کاربرد ترانسمیترهای آلتراسونیک در اندازهگیری مواد
مایعات
رسانههای چسباننده
پودرها
مواد فله
اندازه گیری سطح آلتراسونیک در طعام و نوشیدنی
ترانسمیتر سطح التراسونیک برای استیناف بر جریان و سطح مایعات در بخش ایجاد مواد غذایی به کار گیری میشود. پرشین ابزار دقیق در روند های مواد غذایی امواج آلتراسونیک را برای اندازهگیری و پژوهش ایمن و ظریف در وقتی که سیستمهای حسی برای تشخیص و استیناف ظریف سطح ها مایع ما یحتاج است، استفاده مینماید.
اندازهگیری سطح آلتراسونیک در آب و فاضلاب
در اکثری از کاربردهای آب و فاضلاب، اندازه گیری سطح سوای تماس با استعمال از آلتراسونیک به جهت هزینه کمتر و مزایای خاص کاربرد، شایسته ترین تعیین میباشد. برخی از ابزارهای سطح آلتراسونیک در بازار امروزه دارنده خصوصیتهایی میباشند که به صورت خاص برای صنعت فاضلاب پیادهسازی گردیدهاند. ابزارهای سطح آلتراسونیک میتوانند نصیب مقرون به صرفه و سودمند یک تصفیه منزل فاضلاب کارآمد و ایمن باشند و می بایست هنگام گزینش ابزار گزینه اعتنا قرار گیرند.
طریق تلاش ترانسمیتر سطح التراسونیک
ترانسمیتر سطح التراسونیک یک نوع ترانسمیتر سطح سوای تماس است. ترانسمیتر سطح آلتراسونیک برای اندازهگیری سطح مداوم در بسیاری از صنعت های استعمال میشود. ترانسمیتر سطح آلتراسونیک شایسته ترین تعیین برای اندازه گیری سطح آب در مخازن گشوده میباشد.
ترانسمیتر سطح آلتراسونیک در بالای مخزن نصب میشود که اندازهگیری سطح آن مایحتاج میباشد. با جنبش سطح رسانه، مسافت زمانی بازگشت سیگنال نیز تغییر تحول مینماید. فرستنده این مدت را به تلاوت بی واسطه سطح تبدیل مینماید.
امواج آلتراسونیک از ترانسمیتر سطح التراسونیک منتقل می شود. این امواج آلتراسونیک به بالای مواد درون مخزن عکس العمل مینماید. بعد از عکس العمل با مواد، امواج به ترانسمیتر برمیگردند. ترانسمیتر دارنده یک ریزپردازنده است که مجال رفتن و رجوع امواج آلتراسونیک را احتساب مینماید.
مزایای اندازه گیری سطح به طریق آلتراسونیک
عدم تماس با مال
مطلوب برای طیف وسیعی از مایعات و تولید ها فله مانند پودرها و غلات
سعی قابل پشت گرمی در سرویس ها سخت
فارغ از قطعات متحرک
اندازهگیری فارغ از تماس فیزیکی
اعتنا 0.25% با جبران دما و خویش کالیبراسیون
ملاحظات مرتبط با اندازه گیری سطح به روش آلتراسونیک
همانگونه که میدانید، کالیبراسیون یک فرستنده سطح آلتراسونیک تخت گاز صوت از روش محیط در بین مبدل و رابط بستگی دارااست. برای مبدلهای نصب گردیده در ابتدا، این سرعت صوت از روش هوا (یا این که بخار) روی مایع است، چون این وسیلهای است که از روش آن فرصت هجرت موج فرود و منعکس گردیده اندازهگیری میشود. برای مبدلهای نصب گردیده در زیر، این سرعت صوت از روش مایع میباشد.
در هر شکل، برای اعتقاد از اعتنا خوب، بایستی مطمئن شد که سرعت صوت در مسیر سفر «مجالبندیگردیده» تا حد معقولی اثبات میماند (یا این که در غیر این شکل، تغییرات سرعت صوت در آن گوشه و کنار را با استعمال از اندازهگیری دما یا این که فشار و الگوریتم جبران).
ابزارهای سطح آلتراسونیک از مزیت اندازهگیری طول مواد جامد مانند پودرها و دانههای ذخیره گردیده در ظروف و خیر صرفا مایعات بهره مند میباشند. مجدداً، واحد سنجش مهم برای تشخیص سطح ماده این میباشد که سرعت صوت از روش مواد بالا و تحت می بایست متفاوت باشد (هر چه اختلاف بیشتر باشد، پژواک توانمندخیس می باشد). یک چالش منحصر برای اندازهگیری جامدات، امکان متمایز پروفیلهای ناهموار مواد می باشد.
یک خلل کلاسیک که هنگام اندازهگیری سطح یک ماده پودری یا این که دانهای در یک کاسه با آن مواجه میگردد، زاویه سکون میباشد که توسط مواد در سود وارد شدن به پیاله در یک نقطه ساخت میشود.
تشخیص این سطح زاویهدار برای دستگاه آلتراسونیک سخت می باشد چون به مکان رفلکس شدید امواج صوتی به سمت ابزار، رغبت دارااست امواج صوتی را به طور جانبی دور از هم نماید. با این اینک، حتی اگر ایراد پراکندگی شایان توجه نباشد، هنوز نقص تعبیروتفسیر وجود دارد. سطح شناسایی گردیده در اطراف دیواره مطمئناً کمتر از راءس آن تصویب میشود، اما سطح تشخیص داده گردیده در میانه روش در میان دیواره و راءس ممکن است معدل ظریف آن دو طول نباشد.
علاوه بر این، در حالتیکه ارتعاشات مکانیکی سبب خواهد شد که مواد از راءس به حاشیه بروند، این زاویه ممکن است در زمان مجال کاهش یابد. به همین ادله، نرم افزارهای اندازهگیری ذخیرهسازی جامدات که نیاز به توجه بالا دارند، معمولاً از تکنیکهای دیگری مانند اندازهگیری مبنی بر وزن یا این که کپی سهآینده به کار گیری مینمایند.
ترانسمیتر سطح آلتراسونیک غیر تهاجمی
ترانسمیتر سطح آلتراسونیک غیر تهاجمی دستگاهی میباشد که از اصل آلتراسونیک برای اندازهگیری سطح مایع در مخزن با چسباندن یک سنسور آلتراسونیک فرنگی به کف مخزن استفاده مینماید.
اندازهگیری بدون تماس فرنگی سطح مایع
فارغ از متکی بودن به هیچ سرگردان مکانیکی جان دار
مراحل نصب بی خطر
اندازهگیری مداوم
اندازهگیری با گاز و ظریف سطح گاز بر حسب کیلوگرم و درصد
ترانسمیتر سطح آلتراسونیک غیر تهاجمی به چه شکل فعالیت مینماید؟
ترانسمیتر سطح مایع نوع فرنگی از اصل محدوده ردیاب به کار گیری مینماید، از جستجوگر ویژه سوا دیواره پیاله برای گردآوریآوری سیگنال آلتراسونیک به کارگیری مینماید. فناوری پردازش آلتراسونیک ویژه را تحت عنوان هسته سیستم میگیرد و از فناوری توسعه یافته پردازش سیگنال با سرعت بالا به کار گیری مینماید. آن گاه سطح مایع باطن ظرف را به توجه به حساب آوردن مینماید.
مقدار سطح مایع احتساب گردیده به طور محلی اکران داده میگردد و سیگنال رویه دور خروجی میگردد.
این مقیاس میتواند نتیجه ها اندازهگیری را از روش سیگنال آنالوگ 4-20 میلی آمپر، RS-485 و بقیه رابطها به سیستم کنترل ارسال نماید. در عین حال، دادهها را میتوان از روش جابجایی بیسیم به وب از روش وای فای ، GPRS و NBIOT نیز فرستاد.
هنگام اندازهگیری سطح مایع، سیگنال آلتراسونیک از پروب ساطع میشود و سیگنال اکو بعد از رفلکس از سطح مایع توسط پروب تشخیص داده میشود. اصولا اندازهگیری فارغ از تماس فرنگی سطح مایع را بکار میبرد.
سیگنال اکو بوسیله یک الگوریتم منحصر برای احتساب فرصت پردازش میگردد و سیستم طول سطح مایع را طبق فرمول احتساب مینماید.
خطاها رایج سطح سنج آلتراسونیک
1. اثر هم زدن بر سطح سنج آلتراسونیک
مخزنهای در محل اکثر اوقات مجهز به همزن هستند، بدین ترتیب نوسان مایع نسبتا زیاد میباشد که بر اندازهگیری سطح سنج آلتراسونیک تأثیر میگذارد. در اینحالت، سرعت چرخش همزن بایستی به صورت مطلوب کاهش یابد یا این که پروب از مرکز همزن گم راه خواهد شد. نصب لوله استاتیک همینطور میتواند به صورت مفید تأثیر هم زدن را بر اندازهگیری سطح مایع از بین برنده شود.
2. اثر فوم بر سطح سنج آلتراسونیک
در پروسه اندازهگیری سطح مایع با سطح سنج آلتراسونیک ، اکثر اوقات تداخل فوم وجود داراست. فومها را میاقتدار با تمرکز به خاصیت خویش به کم آب، مرطوب، خنثی و هنگفت تقسیم کرد.
فوم کم آب و فوم مرطوب می توانند امواج آلتراسونیک را به عقب منعکس نمایند، به این ترتیب هیچ تاثیری بر اندازهگیری سطح سنج آلتراسونیک ندارند. فوم خنثی بخشی از امواج مافوق صوت را جذب و پخش مینماید که رفلکس امواج آلتراسونیک را ضعیف مینماید و منجر به پژواکهای ناپایدار میشود. بنابراین، وقتی که سطح میانگین فوم ضخیم میباشد، خطای اندازهگیری سطح سنج آلتراسونیک بزرگتر خواهد بود یا این که حتی قابل اندازهگیری وجود ندارد.
3. تأثیر بخار و مه بر سطح سنج التراسونیک
زمانی که دمای اطراف شغل بسیار بالا میباشد، دور و بر مایع به راحتی بخار یا این که مه ساخت و ساز مینماید. از آنجایی که بخار سبکتر از هوا میباشد، تا بالای مخزن شناور می شود و یک لایه بخار تشکیل میدهد که میتواند پالسهای آلتراسونیک را جذب و پخش نماید. با نصب لوله استاتیک میقدرت تأثیر لایه بخار بر اندازهگیری را کاهش یا این که تضعیف کرد.
4. تأثیر حوزه کور بر سطح سنج التراسونیک
سطح سنجهای آلتراسونیک مانند دیده آدم دارنده نقاط کور میباشند. زمانی که جسم بسیار در حدود دیده است، ما نمیتوانیم به وضوح ببینیم. بدین مسافت حوزه کور می گویند. حیطه کور سطح سنج التراسونیک با دقت به محدوده گوناگون است. محدوده خرد سبب ساز به حوزه کور خرد می شود، در حالی که محدوده بلندمرتبه به حوزه کور تعالی سبب می شود. بنابراین ما یحتاج میباشد بالاترین سطح مایعی که اندازهگیری می گردد نباید فراتر از حوزه کور سطح سنج آلتراسونیک باشد.
5. تأثیر فشار و دما بر سطح سنج آلتراسونیک
نخستین از همه، سرعت صوت نمیتواند در خلاء منتشر گردد. جوهر موج آلتراسونیک نوعی موج صوتی می باشد که وابسته به موج مکانیکی میباشد، براین اساس در خلاء نیز نمیتواند منتشر خواهد شد.
ثانیا، دما نیز بر سطح سنج آلتراسونیک تأثیر می گذارد. اگرچه مقدار فشار متعددی در خلاصه پارامتر سطح سنج آلتراسونیک وجود داراست، ولی با ارتقاء دما، مقدار فشار تعالی نیز به همین ترتیب کاهش مییابد. بنابراین بایستی هنگام تعیین نوع سطح سنج بهاین پارامتر اعتنا کرد. علاوه بر این، برای سطح سنج نصب گردیده، اقداماتی را میتوان برای کاهش تأثیر کارداران دما اتخاذ کرد.
معرفی مهم ترین ابزار دقیق در صنایع متفاوت