Visão geral do sensor de nível de fluido ultrassônico
Como um instrumento de medição de nível sem contato, o sensor ultrassônico de nível de fluido possui as características de alta precisão de medição, fácil instalação e basicamente livre de manutenção. O sensor de nível ultrassônico também pode medir o nível de líquido em tanques ou recipientes, também adequado para esgoto e ocasiões corrosivas. O transmissor de nível de fluido ultrassônico também pode medir o fluxo de medidores de vazão de canal aberto em combinação com condutos e represas. Portanto, sensor de nível de fluido ultrassônico é usado em aço, petroquímica, sensor de nível ultrassônico para tanque de esgoto, tratamento de água e conservação de água e muitas outras indústrias ou campos têm sido cada vez mais amplamente utilizados, pode ser usado como sensor de nível de combustível ultrassônico, ultrassônico sensor de nível de água, sensor de nível ultrassônico para tanque de diesel, sensor de nível ultrassônico para silo, sensor de nível ultrassônico para sólidos, controlador de nível de sensor de fluido ultrassônico, etc.
Princípio de medição do sensor de nível de fluido ultrassônico
De um modo geral, a onda sonora cuja frequência de vibração excede 20kHz é chamada de onda ultrassônica, que pertence a um tipo de onda mecânica. A atenuação das ondas ultrassônicas no líquido é muito pequena, então a capacidade de penetração é forte. O medidor de nível ultrassônico usa esse recurso para medir o nível do fluido.
Quando o sensor de nível de fluido ultrassônico está funcionando, o transdutor ultrassônico (sonda) emite ondas sonoras pulsadas de alta frequência, que são refletidas de volta ao encontrar a superfície da água a ser medida, e os ecos refletidos são recebidos pelo transdutor e convertidos em sinais elétricos. O tempo de propagação da onda sonora é proporcional à distância do transdutor à superfície do meio medido. A relação entre a distância de transmissão da onda acústica L, a velocidade do som C e o tempo de transmissão T pode ser expressa pela fórmula (1):
L=C×T/2 (1)
Quando o sensor de nível de fluido ultrassônico emite pulsos ultrassônicos, ele não pode detectar o eco refletido ao mesmo tempo. Como o pulso ultrassônico transmitido tem uma certa largura de tempo e o transdutor tem vibração residual após a transmissão da onda ultrassônica, o eco refletido não pode ser detectado durante o período, causando a onda refletida e a onda transmitida em uma pequena área sob a superfície da sonda se sobrepõem e não podem ser identificados. , não pode ser detectado normalmente, esta área é chamada de área cega de medição. O tamanho da zona cega está relacionado ao alcance do medidor de nível ultrassônico.
Especificações do sensor de nível de fluido ultrassônico
- A faixa de nível pode ser medida por transmissores de nível ultrassônico: 0-4 mts, 6 metros, 8 m, 0-12 mts, 66 pés, 0-30 metros, 40 pés.
- Gabinete: NEMA 4X (IP67);
- Opção com sensor ultrassônico de nível em material Teflon para medição de fluidos corrosivos;
- Saída e Comunicações: 4-20mA, RS-485 MODBUS, Profibus-DP, protocolo HART;
- Opção com saídas de switch e relé, pode ser com 2,4 e max 6 SPDT, controlador de nível de sensor ultrassônico;
- Fonte de alimentação: DC 24V ou AC 220V;
- Sensor eletrônico de nível de fluidos com display digital ou sem display sensor de baixo preço e nível econômico, o display possui 4 dígitos para indicar a faixa de nível;
- Opção com Exia IIC T6, intrinsecamente seguro à prova de explosão
- Substituição de baixo preço para sensor de nível ultrassônico ifm, transmissor de nível ultrassônico Siemens, sensor de nível ultrassônico doente, sensor de nível ultrassônico flowline, transmissor de nível ultrassônico greyline
Requisitos de instalação e precauções do sensor de nível de fluido ultrassônico
- (1) A instalação com flange ou rosca é geralmente usada ao instalar o sensor de nível ultrassônico, e o içamento não é recomendado, porque o içamento é facilmente afetado pelo vento e tremores:
- (2) A posição onde o nível do fluido flutua violentamente, como a entrada e a saída, deve ser evitada tanto quanto possível diretamente abaixo da sonda, conforme mostrado na Figura 2:
- (3) Devido à existência do ângulo do feixe sonoro, a sonda de nível ultrassônico deve ser instalada com certa distância da parede ou parede da piscina, conforme Figura 3:
- (4) Não deve haver obstáculos dentro do alcance irradiado pelo feixe ultrassônico, e as instalações na piscina ou contêiner, como escadas rolantes, dutos, misturadores, etc., devem ser evitadas tanto quanto possível durante a instalação:
- (5) O local de instalação deve estar o mais longe possível de equipamentos propensos a fortes interferências eletromagnéticas.
- (6) Não instale vários medidores ultrassônicos de nível de fluido no mesmo recipiente para evitar interferência uns com os outros e causar erros de medição.
- (7) Para recipientes com topo arqueado, o sensor ultrassônico de nível de fluido deve ser instalado afastado do centro do topo do tanque para evitar a formação de múltiplos ecos de reflexão, conforme Figura 4;
- (8) Para um contêiner cônico com topo plano, o medidor de nível deve ser instalado no centro do topo o mais possível, conforme mostrado na Figura 5:
- (9) Quando há um bocal no recipiente e o bocal não pode ser encurtado de modo que a superfície emissora da sonda não possa sobressair da parede interna do recipiente, ou a distância da superfície emissora da sonda até o nível mais alto do líquido for menor que o área cega, para que a detecção correta não possa ser realizada, um tubo de extensão deve ser instalado. Perpendicular ao nível do líquido, a parede interna deve ser lisa:
- (10) Deve-se evitar ao máximo instalar em locais onde o nível do líquido esteja sujeito a acúmulo de espuma, objetos flutuantes ou oscilações violentas, pois afetará a qualidade do eco e gerará ecos falsos, afetando assim a precisão da medição. Se necessário, um tubo tranquilizador pode ser instalado, e seu comprimento pode ser tão longo quanto o nível mínimo de líquido. Deve-se garantir que o líquido dentro e fora do tubo possa subir e descer livre e sincronizadamente, e a parede interna deve ser lisa.
- (11) Tente não usá-lo em locais com vapor de água. Se houver vapor, é fácil formar gotas de água e aderir à superfície da sonda de nível, o que afetará a medição normal.
- (12) A posição de instalação deve evitar fortes vibrações. Se for instalado em uma área de vibração leve, uma junta de borracha pode ser instalada para reduzir a vibração.
- (13) Uma cobertura de guarda-sol (chuva) deve ser instalada ao instalar ao ar livre.
- (14) A linha de sinal deve ser blindada e aterrada em um único ponto.
- (15) Deve ser utilizado na temperatura ambiente nominal dos transmissores ultrassônicos de nível de fluido.
Compensação de temperatura e correção da velocidade do som
A relação entre a velocidade do som no ar e a temperatura do ar é V=(331,5+0,6t)m/s. A partir da fórmula de compensação de temperatura desta velocidade do som, pode-se ver que a velocidade do som é muito afetada pela temperatura. A influência da velocidade do som é de 0,6 m/s. A 20°C e 1 pressão atmosférica padrão, a velocidade do som é de cerca de 344m/s. Pode-se observar que a influência no erro de medição é de cerca de 0,17%. Quando o erro de temperatura excede 3°C, a medição do nível de líquido ultrassônico, o erro é superior a 0,5%. Portanto, a temperatura ambiente deve ser medida para corrigir a velocidade do som. Em aplicações práticas, um medidor de nível ultrassônico com função de compensação de temperatura deve ser selecionado para superar o impacto das mudanças de temperatura ambiente na medição de nível de fluido.
Diagnóstico de falha comum
Quando ocorre uma falha durante o uso do sensor ultrassônico de nível de líquido, o diagnóstico de falha pode ser realizado de acordo com os seguintes métodos, para lidar com ela de forma rápida e correta.
- (1) Verifique se a conexão do fio está correta.
- (2) Se o nível do líquido flutuar violentamente, considere aumentar o tempo de amortecimento adequadamente.
- (3) Se a superfície da sonda é salpicada ou condensada, bloqueando assim a transmissão e recepção de ondas sonoras.
- (4) Verifique se o nível do líquido acumula e espuma flutua, o que afetará adversamente o eco.
- (5) Se o nível de líquido ultrassônico entra na zona cega.
- (6) Se a tensão da fonte de alimentação está dentro da faixa nominal:.
- (7) Existe alguma fonte de interferência ao redor do medidor de nível?
- (8) Se a instalação for razoável, consulte as cláusulas relevantes deste artigo para inspeção e processamento.
