Beröringsfri nivåmätning är en av de viktigaste teknikerna inom industriell automation. Metoden möjliggör övervakning av vätske- eller fasta nivåer i tankar, behållare eller öppna kanaler utan fysisk interaktion med mediet. Bland de mest använda beröringsfria metoderna finns ultraljuds- och radarnivåmätare. Om användaren vill använda beröringsfria mätningar för nivåkontroll, hjälper förståelse för hur ultraljuds- och radarnivåmätare fungerar att göra lämpliga val för ett specifikt scenario.
Funktionsprincip
Ultraljudsnivåmätarefungerar genom att avge högfrekventa ljudvågsutbrott för att hitta avståndet från sensorn till ytan av det flytande/fasta mediet. Dessa vågor färdas genom luften, reflekteras från materialytan och återvänder till sensorn. Avståndet kan bestämmas av den tid som vågen spenderar på sin färd. Därför placeras instrumentet på ett avstånd precis ovanför mediets yta, utan att någon del behöver vidröras direkt eller sänkas ned i mediet.
Radarnivåmätareanvänder elektromagnetiska vågor (mikrovågor) istället för ljud för att bestämma mediets nivå av vätska eller fast ämne. På liknande sätt avges mikrovågssignaler mot mediets yta och reflekteras sedan och tas emot tillbaka till instrumentet. Under processen finns det inte heller någon fysisk kontakt mellan instrumentkroppen och mediet. Genom att registrera vågsignalernas flykttid kan avståndet från instrumentet till materialytan beräknas.
Nivåmätningar av de två typerna delar samma formler:
D = (C*T)/2
L = H - D
Där,
DAvstånd från medieytan till instrumentet
CLjudhastighet (för ultraljud) ljushastighet (för radar)
TTidsintervall från sändning till mottagning
LMedelnivå som ska mätas
HHöjd från kärlets botten till instrumentet
Till skillnad från vanliga kontaktbaserade instrument eliminerar ultraljuds- och radartekniker fysisk kontakt med ämnet och utmärker sig vid nivåkontroll av korrosiva, viskösa eller farliga material som kan skada eller täppa till våta komponenter som flottörer, sonder eller impulsledningar. Installationen förenklas eftersom enheterna är monterade externt och underhåll och driftstopp ofta hålls minimala tack vare den icke-invasiva designen. Industrier som kemisk bearbetning, vattenrening och livsmedelsproduktion kan dra stor nytta av ultraljuds- och radarbaserade nivåsensorer för deras mångsidighet och tillförlitlighet vid processkontroll av vätska, slam och fast material över olika tankgeometrier.
Jämförelse mellan ultraljud och radar
Ultraljudsnivåmätare är enkla att installera och kräver minimal installation. Jämfört med radarnivåmätare kostar ultraljudsmätaren vanligtvis mindre och är därför att föredra i applikationer med budgetbegränsningar. Ultraljudsinstrumentens prestanda är dock mer utsatta för miljöpåverkan från damm, skum, luftturbulens och extrema temperaturer och fuktighet som kan absorbera eller avböja ljudvågor och orsaka problem med ljudförlust.
Radarnivåmätare är å andra sidan kända för hög precision, lång räckvidd och beprövad tillförlitlighet i tuffa driftsmiljöer. Den är mindre känslig för faktorer utöver dem som stör ultraljudstekniken. Ändå betyder det att radarprodukter generellt är dyrare. Dielektricitetskonstant är en annan viktig faktor för radarmätning. Material med låg dielektricitet kan försvaga reflektionen av ekosignalen vilket leder till instabil eller förlorad mätning.
Sammanfattningsvis, när användaren väljer att använda beröringsfri nivåmätning, är ultraljudssensorn idealisk för måttliga arbetsförhållanden och budgetmedvetna projekt, medan radar är kvalificerad för mer krävande miljöer och strävan efter högkvalitativa mätningar. I vilket fall som helst är det av största vikt att säkerställa att mediets egenskaper och miljö, såväl som processsystemets struktur, bidrar till implementeringen av den önskade beröringsfria mätmetoden.
Installationsanvisningar för kontaktlösa instrument
- ✦ Installationsplatsen bör vara så långt bort som möjligt från ljudkällan
- ✦ Gummipackning kan användas för montering i vibrationsmiljö
- ✦ Avståndet från sensorn till den högsta uppskattade nivån bör vara större än mätningens blinda zon
- ✦ Sensorpositionen bör hålla ett visst avstånd från behållarens vägg beroende på utsändningsvinkeln.
- ✦ Mätområdet ska vara fritt från hinder som sannolikt kan orsaka signalstörningar, såsom stege eller tvärbalk.
- ✦ För mätning av fast medium bör monteringspositionen undvika materialmatningsöppningen
- ✦ Det är bäst att undvika stora temperaturvariationer på instrumentets installationsplats
- ✦ Sensorproben ska vara vinkelrät mot mediets yta för att säkerställa bästa prestanda
Shanghai Wangyuanär en erfaren instrumenttillverkare med över 20 års erfarenhet av att leverera ultraljuds- och radarkontaktlösa nivåsensorer samt andra typer av nivåmätningsinstrument. Tveka inte att kontakta oss med dina frågor om beröringsfria nivåmätningsprodukter.
Publiceringstid: 11 mars 2025