비접촉식 레벨 측정은 산업 자동화에 필수적인 기술 중 하나입니다. 이 방식을 통해 탱크, 용기 또는 개방형 채널 내 액체 또는 고체의 레벨을 매체와의 물리적 접촉 없이 모니터링할 수 있습니다. 가장 널리 사용되는 비접촉식 측정 방식으로는 초음파 및 레이더 레벨계가 있습니다. 레벨 제어에 비접촉식 측정을 적용하고자 하는 경우, 초음파 및 레이더 레벨계의 작동 원리를 이해하면 특정 상황에 적합한 제품을 선택하는 데 도움이 됩니다.
작동 원리
초음파 레벨 게이지이 장치는 고주파 음파를 방출하여 센서와 액체/고체 매질 표면 사이의 거리를 측정하는 방식으로 작동합니다. 이 음파는 공기를 통과하고 물질 표면에서 반사되어 센서로 되돌아옵니다. 거리는 음파가 이동하는 데 걸리는 시간을 통해 측정할 수 있습니다. 따라서 이 장치는 매질 표면 바로 위에 설치되며, 어떤 부분도 매질에 직접 닿거나 잠기지 않아도 됩니다.
레이더 레벨 게이지이 기술은 음파 대신 전자기파(마이크로파)를 이용하여 액체 또는 고체의 매질 높이를 측정합니다. 마이크로파 신호는 매질 표면을 향해 방출된 후 반사되어 다시 기기로 수신됩니다. 이 과정에서 기기 본체와 매질 사이에 물리적인 접촉은 없습니다. 파동 신호의 비행 시간을 기록함으로써 기기에서 물질 표면까지의 거리를 계산할 수 있습니다.
두 유형의 수평 측정은 동일한 공식을 사용합니다.
D = (C*T)/2
L = H - D
어디,
D: 매질 표면에서 측정 기기까지의 거리
C: 음속(초음파의 경우) 광속(레이더의 경우)
T: 송신부터 수신까지의 시간 간격
L측정 대상 수준은 중간입니다.
H: 용기 바닥에서 계측기까지의 높이
일반적인 접촉식 계측기와 달리 초음파 및 레이더 기술은 물질과의 물리적 접촉을 없애 부식성, 점성 또는 위험 물질의 레벨 제어에 탁월합니다. 이러한 물질들은 플로트, 프로브 또는 임펄스 라인과 같은 접촉 부품을 손상시키거나 막히게 할 수 있습니다. 초음파 및 레이더 기술은 장치가 외부에 장착되므로 설치가 간편하며, 비침습적 설계 덕분에 유지보수 및 가동 중지 시간을 최소화할 수 있습니다. 화학 공정, 수처리 및 식품 생산과 같은 산업 분야에서는 액체, 유체, 슬러리 및 고체 등 다양한 탱크 형상의 물질에 대한 공정 제어에 있어 초음파 및 레이더 비접촉식 레벨 센서의 다용성과 신뢰성을 통해 큰 이점을 얻을 수 있습니다.
초음파와 레이더 비교
초음파 레벨 측정기는 설치가 간편하고 최소한의 설정만 필요합니다. 레이더 레벨 측정기에 비해 가격이 저렴한 경우가 많아 예산이 제한적인 환경에서 선호됩니다. 그러나 초음파 측정기는 먼지, 거품, 공기 흐름, 극한의 온도 및 습도와 같은 환경적 요인의 영향을 더 많이 받습니다. 이러한 요인들은 음파를 흡수하거나 굴절시켜 음파 손실을 유발할 수 있습니다.
반면 레이더 레벨 게이지는 높은 정밀도, 긴 측정 거리, 그리고 열악한 작동 환경에서도 입증된 신뢰성으로 잘 알려져 있습니다. 초음파 기술에 문제를 일으키는 앞서 언급한 요인들에 덜 민감합니다. 하지만 이는 레이더 제품이 일반적으로 더 비싸다는 것을 의미합니다. 유전 상수 또한 레이더 측정에 중요한 요소입니다. 유전 상수가 낮은 물질은 에코 신호의 반사를 약화시켜 불안정한 측정이나 측정 손실로 이어질 수 있습니다.
요약하자면, 사용자가 비접촉식 레벨 측정을 적용하기로 결정할 경우, 초음파 센서는 적당한 작업 환경과 예산 제약이 있는 프로젝트에 적합하고, 레이더는 더욱 까다로운 환경과 높은 수준의 측정 기준을 추구하는 경우에 적합합니다. 어떤 경우든, 매체의 특성과 환경, 그리고 공정 시스템의 구조가 원하는 비접촉식 측정 방법의 구현에 적합한지 확인하는 것이 가장 중요합니다.
비접촉식 계측기 설치 참고 사항
- ✦ 설치 장소는 소음 발생원으로부터 최대한 멀리 떨어져 있어야 합니다.
- ✦ 진동 환경에서의 장착에는 고무 개스킷을 사용할 수 있습니다.
- ✦ 센서에서 최고 예상 수위까지의 거리는 측정 사각지대보다 커야 합니다.
- ✦ 센서 위치는 방출 각도에 따라 용기 벽과 일정 거리를 유지해야 합니다.
- ✦ 측정 영역에는 사다리나 가로대와 같이 신호 간섭을 일으킬 수 있는 장애물이 없어야 합니다.
- ✦ 고체 매체 측정 시, 장착 위치는 재료 공급 개구부 영역을 피해야 합니다.
- ✦ 계측기 설치 장소에서는 급격한 온도 변화를 피하는 것이 가장 좋습니다.
- ✦ 최적의 성능을 확보하려면 센서 프로브는 매체 표면에 수직이어야 합니다.
상하이 왕위안당사는 20년 이상 초음파 및 레이더 비접촉식 레벨 센서를 비롯한 다양한 레벨 측정 기기를 공급해 온 경험 많은 계측기 제조업체입니다. 비접촉식 레벨 측정 제품에 대한 문의 사항이 있으시면 언제든지 연락 주십시오.
게시 시간: 2025년 3월 11일