اندازهگیری سطح بدون تماس یکی از فناوریهای ضروری در اتوماسیون صنعتی است. این روش امکان نظارت بر سطح مایع یا جامد در مخزن، کانتینر یا کانال باز را بدون تعامل فیزیکی با محیط فراهم میکند. از جمله پرکاربردترین روشهای غیر تماسی، میتوان به سطحسنجهای اولتراسونیک و راداری اشاره کرد. اگر کاربر بخواهد از اندازهگیری غیر تماسی برای کنترل سطح استفاده کند، درک عملکرد سطحسنجهای اولتراسونیک و راداری به انتخاب مناسب برای سناریوی خاص کمک میکند.
اصل کار
سطح سنج های اولتراسونیکبا انتشار امواج صوتی با فرکانس بالا برای یافتن فاصله از حسگر تا سطح محیط مایع/جامد عمل میکنند. این امواج از طریق هوا حرکت میکنند، از سطح ماده منعکس میشوند و به حسگر بازمیگردند. فاصله را میتوان با زمان صرف شده برای طی کردن موج تعیین کرد. بنابراین، دستگاه در فاصلهای درست بالای سطح محیط مستقر میشود، بدون اینکه هیچ بخشی از آن مستقیماً لمس شود یا در محیط فرو رود.
سطح سنج های راداریاز امواج الکترومغناطیسی (مایکروویو) به جای صدا برای تعیین سطح مایع یا جامد در محیط استفاده میکند. به طور مشابه، سیگنالهای مایکروویو به سمت سطح محیط ساطع میشوند، سپس منعکس شده و به دستگاه بازگردانده میشوند. در طول این فرآیند، هیچ تماس فیزیکی بین بدنه دستگاه و محیط وجود ندارد. از طریق ثبت زمان پرواز سیگنالهای موج، میتوان فاصله دستگاه تا سطح ماده را محاسبه کرد.
اندازهگیریهای سطح این دو نوع، فرمولهای یکسانی دارند:
D = (C*T)/2
ل = ح - د
کجا،
Dفاصله از سطح متوسط تا ابزار دقیق
Cسرعت صوت (برای فراصوت) سرعت نور (برای رادار)
T: فاصله زمانی از انتشار تا دریافت
L: سطح متوسط برای اندازه گیری
Hارتفاع از کف مخزن تا ابزار دقیق
فناوریهای اولتراسونیک و رادار، برخلاف ابزارهای تماسی رایج، با حذف تماس فیزیکی با ماده، در کنترل سطح مواد خورنده، چسبناک یا خطرناک که میتوانند به اجزای مرطوب مانند شناورها، پروبها یا خطوط پالس آسیب برسانند یا آنها را مسدود کنند، برتری دارند. نصب این دستگاهها ساده شده است زیرا به صورت خارجی نصب میشوند و به دلیل طراحی غیرتهاجمی، نیاز به نگهداری و زمان از کارافتادگی اغلب به حداقل میرسد. صنایعی مانند فرآوری شیمیایی، تصفیه آب و تولید مواد غذایی میتوانند از حسگرهای سطح غیرتماسی اولتراسونیک و راداری به دلیل تطبیقپذیری و قابلیت اطمینان آنها در کنترل فرآیند مایع، سیال، دوغاب و جامد در هندسههای مختلف مخزن، بهره زیادی ببرند.
مقایسه بین اولتراسونیک و رادار
سطح سنج اولتراسونیک نصب آسانی دارد و به حداقل تنظیمات نیاز دارد. در مقایسه با سطح سنج راداری، سطح سنج اولتراسونیک معمولاً هزینه کمتری دارد و بنابراین در کاربردهایی با محدودیت بودجه ترجیح داده میشود. با این حال، عملکرد ابزارهای اولتراسونیک بیشتر تحت تأثیر اثرات محیطی گرد و غبار، کف، تلاطم هوا و دما و رطوبت شدید است که میتواند امواج صوتی را جذب یا منحرف کند و باعث مشکل اتلاف موج شود.
از سوی دیگر، سطحسنج راداری به دلیل دقت بالا، برد طولانی و قابلیت اطمینان اثباتشده در محیط عملیاتی سخت شناخته شده است. این سطحسنج کمتر تحت تأثیر عواملی قرار میگیرد که فناوری اولتراسونیک را دچار مشکل میکنند. با این وجود، این بدان معناست که محصولات راداری عموماً گرانتر هستند. ثابت دیالکتریک یکی دیگر از عوامل مهم برای اندازهگیری راداری است. مواد دیالکتریک پایین میتوانند بازتاب سیگنال اکو را تضعیف کنند که منجر به اندازهگیری ناپایدار یا از دست رفته میشود.
به طور خلاصه، هنگامی که کاربر تصمیم به استفاده از اندازهگیری سطح بدون تماس میگیرد، سنسور اولتراسونیک برای شرایط کاری متوسط و پروژههای با بودجه محدود ایدهآل خواهد بود، در حالی که رادار برای محیطهای چالشبرانگیزتر و دستیابی به اندازهگیری با استاندارد بالا مناسب است. در هر صورت، بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود که ویژگیهای محیط و محیط، و همچنین ساختار سیستم فرآیند، برای اجرای روش اندازهگیری بدون تماس مورد نظر مساعد هستند.
نکات نصب برای ابزارهای بدون تماس
- ✦ محل نصب باید تا حد امکان از منبع نویز دور باشد
- ✦ واشر لاستیکی را میتوان برای نصب در محیط ارتعاشی استفاده کرد
- ✦ فاصله سنسور تا بالاترین سطح تخمینی باید بیشتر از ناحیه کور اندازهگیری باشد
- ✦ موقعیت سنسور باید با توجه به زاویه تابش، فاصله مشخصی را با دیواره ظرف حفظ کند.
- ✦ محل اندازهگیری باید عاری از موانعی باشد که احتمالاً باعث تداخل سیگنال میشوند، مانند نردبان یا تیر افقی
- ✦ برای اندازهگیری محیط جامد، محل نصب باید از ناحیهی ورودی مواد دور باشد.
- ✦ بهتر است از نوسانات شدید دما در محل نصب دستگاه جلوگیری شود
- ✦ پروب سنسور باید عمود بر سطح متوسط باشد تا بهترین عملکرد را تضمین کند
شانگهای وانگیوانیک تولیدکننده ابزار دقیق با تجربه بیش از 20 سال است که سنسورهای سطح تماسی اولتراسونیک و راداری و همچنین انواع دیگر ابزارهای اندازهگیری سطح را عرضه میکند. لطفاً در صورت داشتن هرگونه سوال در مورد محصولات اندازهگیری سطح بدون تماس، با ما مشورت کنید.
زمان ارسال: 11 مارس 2025