Ultrasonik daraja sensori, shuningdek, ultratovushli suyuqlik darajasini o'lchash asboblari sifatida ham tanilgan,-kontaktsiz darajani o'lchash asboblari. Ular yuqori aniqlik, oson o'rnatish va minimal parvarishlash bilan ajralib turadi. Odatda turli idishlardagi suyuqlik darajasini, shuningdek, kanallar, hovuzlar, suv omborlari, daryolar, ko'llar va dengizlardagi suv sathlarini o'lchash uchun foydalaniladi, ular interfeys darajalari va darajadagi farqlarni ham o'lchashlari mumkin. Ular, ayniqsa, oqava suvlar va korroziy muhitlar uchun javob beradi. Ochiq kanalli oqim o'lchagichlarni yaratish uchun tanklar va suv o'tkazgichlar bilan birgalikda foydalanilganda, ular oqim tezligini ham o'lchashi mumkin. Shu sababli, ular po'lat, neft-kimyo, suvni tozalash va suvni tejash kabi ko'plab sanoat va sohalarda tobora ko'proq foydalanilmoqda.
Ultrasonik darajadagi sensorni o'lchash printsipi
Idishning yuqori qismiga o'rnatilgan ultratovushli daraja o'lchagich elektron blokning nazorati ostida o'lchanayotgan ob'ekt tomon ultratovush impulslari nurini chiqaradi. Ovoz to'lqinlari ob'ekt yuzasi tomonidan aks ettiriladi va aks ettirilgan aks-sadoning bir qismi zond tomonidan qabul qilinadi va elektr signaliga aylanadi. Ultrasonik to'lqinning chiqarilishidan uni qabul qilishgacha bo'lgan vaqt prob va o'lchanadigan ob'ekt orasidagi masofaga mutanosibdir. Elektron birlik bu vaqtni aniqlaydi va ovozning ma'lum tezligiga qarab o'lchangan masofani hisoblab chiqadi. Probdan tankning pastki qismigacha bo'lgan masofa probdan suyuqlik darajasigacha bo'lgan masofani chiqarib tashlagan holda, haqiqiy suyuqlik darajasiga yoki sathning balandligiga teng bo'ladi. Bu suyuqlik darajasining balandligini 4 ~ 20 mA oqim signaliga yoki chiqish uchun 1 ~ 5 V kuchlanish signaliga aylantirish uchun ishlatiladi. Shu bilan bir qatorda, u RS485, HART yoki GPRS aloqasi orqali boshqaruv markaziga uzatilishi mumkin. Harorat tovush tezligiga sezilarli ta'sir ko'rsatganligi sababli, asbob tovush tezligini tuzatish uchun atrof-muhit haroratini o'lchashi kerak.
Ultrasonik daraja o'lchagichlarning afzalliklari va kamchiliklari
Boshqa turdagi daraja o'lchagichlari bilan solishtirganda, ultratovushli darajadagi sensorlar quyidagi afzalliklarga ega:
(1) Kontaktsiz oʻlchov: ultratovushli transduser suyuqlik yuzasidan oʻrnatiladi va oʻlchangan muhit bilan aloqa qilmaydi. Bu korroziy, yopishqoq yoki zaharli suyuqliklarni qulay o'lchash imkonini beradi, o'lchangan suyuqlik bilan korroziya yoki ifloslanishni oldini oladi va texnik talablarni bartaraf qiladi.
(2) Yaxshi ko'p qirrali: daraja o'lchagich ochiq kanallarda, shuningdek, katta saqlash tanklarida suyuqlik darajasini o'lchashi mumkin.
Oson o'rnatish va demontaj qilish.
(3) Kuchli moslashuvchanlik: u keng ko'lamli ilovalarga ega va zichligi, dielektrik o'tkazuvchanligi yoki muhitning o'tkazuvchanligidan ta'sirlanmaydi. O'lchangan suyuqlikning fizik-kimyoviy xususiyatlariga juda mos keladi. (4) Zaharli, korroziy va yuqori{4}}qovushqoqlikdagi suyuqliklar darajasini o'lchash, bunday qattiq o'lchov muhitida boshqa daraja o'lchagichlarining kamchiliklarini bartaraf etish uchun javob beradi.
(5) Deyarli hech qanday harakatlanuvchi mexanik qismlar, aşınma, uzoq xizmat muddati va engil vazn. Transduser ichidagi piezoelektrik element akustik chastotalarda tebranadi, kichik amplituda, uzoq umr va yaxshi barqarorlik.
Kamchiliklar asosan quyidagilarni o'z ichiga oladi: o'lchangan suyuqlik uchuvchan bo'lsa, suyuqlik yuzasidan notekis havo zichligi kattaroq o'lchov xatolariga olib kelishi mumkin; o'lchangan suyuqlik yuzasida katta dalgalanmalar mavjud bo'lganda, u osongina xaotik tovush to'lqinlarining aks ettirishiga olib kelishi mumkin, natijada xatoliklar yuzaga keladi. Bundan tashqari, ultratovushli daraja o'lchagichlari suyuqlik darajasini o'lchashda muqarrar ravishda ko'r zonalarga ega bo'lib, qisqa{1}}masofani o'lchashni qiyinlashtiradi.
Integratsiyalashgan va ajratilgan{0}}tipdagi ultratovushli daraja o'lchagichlari o'rtasidagi farq
Integratsiyalashgan ultratovush darajasi o'lchagichlari ultratovushli probni, signalni qayta ishlash blokini, displeyni va boshqalarni bitta qurilmaga birlashtiradi. Barcha o'lchov va nazorat funktsiyalari bir xil korpusda amalga oshiriladi.
Oson o'rnatish: ixcham tuzilishi tufayli o'rnatish vaqtida faqat bitta qurilmani tuzatish kerak, bu esa murakkab simlarni ulash va o'rnatish tartib-qoidalarini yo'q qiladi. Keng qamrovli funksionallik: IP66/IP67 gacha bo'lgan himoya darajasi bilan og'ir sanoat muhitlari uchun javob beradi. Korroziyaga-bardoshli va portlashga-bardoshli turlar kabi bir nechta modellar mavjud.
Soddalashtirilgan kalibrlash: Integratsiyalashgan dizayn kalibrlash jarayonini soddalashtiradi va soddalashtiradi, odatda bir nechta alohida komponentlarni emas, balki butun tizimni kalibrlashni talab qiladi.
Integratsiyalashgan ultratovushli daraja o'lchagichlari odatda saqlash tanklarida, sanoat oqava suvlarini tozalashda, kimyoviy reaktsiya idishlarida va sayoz suv havzalarida qo'llaniladi.
Split{0}}Ultrasonik daraja oʻlchagichlari: Split{1}} turdagi ultratovushli daraja oʻlchagichlari alohida zond va signalni qayta ishlash blokidan iborat. Prob o'lchov nuqtasiga o'rnatiladi, signalni qayta ishlash bloki esa nazorat xonasiga yoki o'lchash nuqtasidan uzoqda joylashgan boshqa qulay joyga o'rnatilishi mumkin. Ikkalasi kabel orqali ulanadi.
Kuchli shovqinlarga qarshi{0}}qobiliyati: Zond va signalni qayta ishlash bloki ajratilganda, signalni qayta ishlash bloki yuqori harorat, yuqori bosim yoki kuchli elektromagnit parazitga ega bo'lgan joylardan uzoqroq tutilishi mumkin, bu esa o'lchov aniqligi va ishonchliligini oshiradi.
Oson ishlash: Signalni qayta ishlash bloki odatda kattaroq displey ekraniga va ko'proq operatsion interfeyslarga ega bo'lib, operatorlar tomonidan sozlash va monitoringni osonlashtiradi.
Yuqori moslashuvchanlik: ajratilgan dizayn yuqori harorat, korroziy gaz yoki suyuq muhit kabi qattiq oʻlchash muhitlariga moslashish imkonini beradi. Ushbu shartlarga bardosh beradigan prob maxsus materiallardan tayyorlanishi mumkin.
Split{0}}tipdagi ultratovushli daraja o'lchagichlari katta saqlash tanklarida, murakkab jarayonlarda va yuqori-haroratli yoki o'ta korroziv muhitlarda darajani o'lchash uchun javob beradi. Ular, ayniqsa, uzoqdan ishlashni yoki atrof-muhit ta'siridan himoya qilishni talab qiladigan ilovalar uchun javob beradi.
Ultrasonik daraja o'lchagichlarining asosiy texnik xususiyatlari
1. O'lchov diapazoni va o'lik zonasi
O'lchov diapazoni va o'lik zona ultratovushli daraja o'lchagichlarining ikkita muhim ko'rsatkichidir.
O'lchov diapazoni daraja o'lchagichning o'lchashi mumkin bo'lgan maksimal diapazonni ifodalaydi va transduserning sezgirligini aks ettiradi. Boshqacha qilib aytganda, o'lchov oralig'i qanchalik katta bo'lsa, sezgirlik shunchalik yuqori bo'ladi. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar silliq suyuqlik yuzasi uchun o'lchov diapazonini belgilaydilar, ammo amalda o'lchashda suyuqlik darajasining o'zgarishi, sirtdagi suzuvchi jismlar va o'lchangan qattiq materialda chang yoki bug'ning mavjudligi o'lchov diapazoni nominal qiymatdan past bo'lishiga olib kelishi mumkin.
O'lik zona, shuningdek, ko'r zona sifatida ham tanilgan, ultratovushli o'lchagichning ultratovush transduserining keyingi zarbalari tufayli o'lchay olmaydigan masofa. Misol uchun, 30 sm o'lik zona suyuqlik yuzasi va prob orasidagi masofa 30 sm dan kam bo'lsa, o'lchash mumkin bo'lmaydi. Shuning uchun, bir xil o'lchov diapazoniga ega bo'lgan mahsulotlar uchun kichikroq o'lik zona yaxshiroq transduser dizaynini ko'rsatadi; shuningdek, yopiq tanklarda yoki qisqa o'lchash diapazonlarida o'lchash uchun o'rnatishni osonlashtiradi.
2. Harorat va aniqlik
Harorat diapazoni asosan -20 ~ 60 daraja sifatida belgilanadi. LCD displeylardan foydalanadigan ko'pgina darajadagi o'lchagichlar LCD displey uchun ma'lum chegara bilan cheklangan ish harorati oralig'iga ega bo'lgani uchun; bu diapazondan oshib ketishi nosozliklarga olib keladi. Agar LCD displeyning cheklovlari e'tiborga olinmasa, ish harorati oralig'i odatda -40 dan 80 darajagacha bo'ladi. Oddiy sharoitlarda ultratovushli transduserlarning ish harorati kamdan-kam hollarda 150 darajadan oshadi: 150 darajadan oshib ketishi piezoelektrik keramika ichiga osongina zarar etkazishi mumkin, shuning uchun 150 daraja mutlaq halokatli harorat deb hisoblanishi mumkin. Bundan tashqari, ultratovush transduserlarini ishlab chiqarish jarayonida ishlatiladigan ba'zi materiallar 100 darajadan yuqori haroratlarda uzoq vaqt davomida ishlay olmaydi; shuning uchun ko'pgina transduserlar uchun maksimal harorat chegarasi 100 daraja.
Nima uchun aniqlik va haroratni birgalikda hisobga olish kerak? Chunki havoda 1 daraja haroratni o'lchash xatosi tovush tezligiga 0,6 m / s ga ta'sir qiladi. 20 daraja va 1 atmosferada tovush tezligi taxminan 340 m / s ni tashkil qiladi. Shuning uchun o'lchov xatosiga ta'sir 0,17% deb hisoblanadi; haroratni o'lchash xatosi 3 darajadan oshsa, darajani o'lchash xatosi ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar uchun nominal diapazondan 0,5% oshadi. Aslida, 0,5% aniqlik normal harorat va bosim sharoitlari uchun. Yuqori yoki past haroratlarda o'lchov aniqligi 0,5% dan oshishi mumkin. O'lchov xatolari harorat gradyanlari yoki tez harorat o'zgarishi bo'lgan muhitda ham ortadi. Bundan tashqari, gaz tarkibi o'lchov aniqligiga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, uchuvchi suyuqliklar mavjud bo'lganda, suyuqlikning bug'lanishi havo tarkibini o'zgartiradi, bu esa o'z navbatida gaz tovush tezligini o'zgartiradi va natijada o'lchash xatolariga olib keladi.
3. Bosim
Salbiy bosim ostida ultratovushli o'lchov odatda tavsiya etilmaydi, chunki ultratovush tarqalishi gaz orqali amalga oshiriladi. Salbiy bosim ichidagi havo kamayganligini anglatadi. Kam uchraydigan havoda ultratovushning tarqalishi ikkita muammoni keltirib chiqaradi: birinchidan, tovush tezligi o'zgaradi, o'lchash xatolarini keltirib chiqaradi; ikkinchidan, siyraklashtirilgan havoda tovush to'lqinining susayishi kuchayadi, bu esa o'lchov oralig'ining qisqarishiga olib keladi yoki hatto o'lchashni butunlay oldini oladi.
4. Korrozivlik
Darajali o'lchagichlarning korroziyligi birinchi navbatda probning materialini sinab ko'radi. Zaif kislotali yoki gidroksidi muhitda oddiy plastik qobiqlar etarli. Politetrafloroetilen (PTFE) chig'anoqlari ko'pchilik kuchli kislotalar va ishqorlarga bardosh bera oladi. Shunisi e'tiborga loyiqki, agar o'lchanadigan modda juda korroziv va uchuvchan bo'lsa, o'rnatilgan daraja o'lchagichdan foydalanganda elektron plataga yopishtiruvchi vositani qo'llash yaxshidir. Buning sababi shundaki, ko'pchilik suv o'tkazmaydigan korpuslar gazga-o'tkazilmaydi; gaz uskunaga kirsa, u elektron platani korroziyaga olib keladi.
