Poziom jest jednym z ważnych parametrów docelowych monitorowania procesów przemysłowych.Przy ciągłym pomiarze poziomu w różnych zbiornikach, silosach, basenach itp. trudno jest znaleźć przyrządy do pomiaru poziomu, które spełniłyby wszystkie warunki pracy ze względu na dużą różnorodność warunków terenowych.
Wśród nich, radarowe i ultradźwiękowe wskaźniki poziomu są szeroko stosowane w bezdotykowych przyrządach pomiarowych.Jaka jest więc różnica między radarowym miernikiem poziomu a ultradźwiękowym miernikiem poziomu?Jaka jest zasada tych dwóch rodzajów pomiarów?Jakie są zalety radarowego miernika poziomu i ultradźwiękowego miernika poziomu?
Po pierwsze, ultradźwiękowy miernik poziomu
Na ogół falę dźwiękową o częstotliwości większej niż 20 kHz nazywamy falą ultradźwiękową, fala ultradźwiękowa jest rodzajem fali mechanicznej, czyli drgań mechanicznych w ośrodku sprężystym w procesie propagacji, charakteryzuje się wysoką częstotliwością, krótką długością fali, małą Zjawisko dyfrakcji i dobra kierunkowość mogą stać się promieniem i propagacją kierunkową.
Tłumienie ultradźwiękowe w cieczach i ciałach stałych jest bardzo małe, więc zdolność penetracji jest duża, szczególnie w lekkich, nieprzezroczystych ciałach stałych. Ultradźwięki mogą penetrować dziesiątki metrów długości, napotkać zanieczyszczenia lub powierzchnie międzyfazowe będą miały znaczne odbicie, ultradźwiękowy pomiar poziomu polega na wykorzystaniu jego ta cecha.
W technologii detekcji ultradźwiękowej, niezależnie od rodzaju instrumentu ultradźwiękowego, konieczne jest przekształcenie energii elektrycznej w emisję ultradźwiękową, a następnie odebranie jej z powrotem na sygnały elektryczne. Urządzenie spełniające tę funkcję nazywa się przetwornikiem ultradźwiękowym, znanym również jako sonda.
Podczas pracy przetwornik ultradźwiękowy umieszcza się nad mierzonym obiektem i emituje falę ultradźwiękową w dół.Fala ultradźwiękowa przechodzi przez powietrze, po zetknięciu się z powierzchnią mierzonego obiektu odbija się z powrotem, jest odbierana przez przetwornik i przetwarzana na sygnał elektryczny.Po wykryciu tego sygnału elektroniczna część wykrywająca przekształca go w sygnał poziomu do wyświetlenia i wyjścia.
Po drugie, radarowy miernik poziomu
Tryb pracy radarowego miernika poziomu jest taki sam jak ultradźwiękowego miernika poziomu, przy czym radarowy miernik poziomu wykorzystuje również tryb pracy nadawczo – odbijająco – odbiorczo.Różnica polega na tym, że pomiar radarowego ultradźwiękowego miernika poziomu opiera się głównie na przetworniku ultradźwiękowym, podczas gdy radarowy miernik poziomu opiera się na głowicy wysokiej częstotliwości i antenie.
Poziomomierze ultradźwiękowe wykorzystują fale mechaniczne, natomiast mierniki poziomu radarowego wykorzystują fale elektromagnetyczne o ultrawysokich częstotliwościach (kilka G do kilkudziesięciu G Hertzów).Fale elektromagnetyczne przemieszczają się z prędkością światła, a czas podróży może zostać przekształcony w sygnał poziomu za pomocą komponentów elektronicznych.
Innym powszechnym radarowym miernikiem poziomu jest radarowy miernik poziomu z falą kierowaną.
Radarowy miernik poziomu fali kierowanej to radarowy miernik poziomu oparty na zasadzie reflektometrii w dziedzinie czasu (TDR).Impuls elektromagnetyczny radarowego miernika poziomu rozchodzi się wzdłuż stalowej linki lub sondy z prędkością światła.Po zetknięciu się z powierzchnią mierzonego ośrodka część impulsu radarowego miernika poziomu zostaje odbita, tworząc echo i tą samą drogą powraca do urządzenia wyzwalającego impuls.Odległość przetwornika od powierzchni mierzonego medium jest proporcjonalna do czasu propagacji impulsu, podczas którego obliczany jest wysokość poziomu cieczy.
Po trzecie, zalety i wady radaru i ultradźwiękowego miernika poziomu
1. Dokładność ultradźwiękowa nie jest tak dobra jak radaru;
2. Ze względu na związek częstotliwości z rozmiarem anteny radarowy miernik poziomu o wyższej częstotliwości jest mniejszy i łatwiejszy w montażu;
3. Ponieważ częstotliwość radaru jest wyższa, długość fali jest krótsza i lepsze odbicie jest na nachylonych stałych powierzchniach;
4. Obszar ślepy pomiaru radarowego jest mniejszy niż ultradźwiękowy;
5. Ze względu na wyższą częstotliwość radaru kąt wiązki radaru jest mały, energia jest skoncentrowana, a zdolność echa jest zwiększona, co sprzyja unikaniu zakłóceń;
6. W porównaniu z ultradźwiękowymi miernikami poziomu wykorzystującymi fale mechaniczne, na radar zasadniczo nie ma wpływu próżnia, para wodna w powietrzu, kurz (z wyjątkiem grafitu, żelazostopów i innych pyłów o wysokiej dielektrycznej), zmiany temperatury i ciśnienia;
Czas publikacji: 18 września 2023 r