سنسورهای سطح اولتراسونیک برای اندازه گیری سطح از اصل اندازه گیری زمان پرواز استفاده می کنند. دستگاه امواج صوتی را با فرکانس بالاتر از آنچه انسان می شنود ، از 20 کیلو هرتز تا یک گیگا هرتز ارسال می کند. این امواج به سطح محصول برخورد می کند و اکو ایجاد می کنند که به حسگر برمی گردد. سپس ، سنسور مدت زمان اکو را برای بازگشت به سطح محاسبه می کند. در هر دو ماده: مایعات و جامدات کار می کند.
خطاهای متداول در اندازه گیری سطح اولتراسونیک
این اصل ساده به نظر می رسد. با این وجود ، لازم است در مورد اندازه گیری های دقیق ، جنبه های فنی را در نظر داشته باشیم.:
- دمای هوا می تواند بر سرعت صوت تأثیر بگذارد و در اندازه گیری های مافوق صوت تداخل ایجاد کند. هر چه هوا گرمتر باشد ، صدا سریعتر حرکت می کند. بنابراین ، یک سنسور دمای یکپارچه می تواند در جبران این اثر به شما کمک کند. فضای بین سنسور سطح اولتراسونیک و مایع باید در دمای یکنواخت باشد تا داده های دقیقی به شما بدهد.
- ماده ای که می خواهید با فرستنده سطح اولتراسونیک اندازه گیری شود ، باید چگالی خاصی برای بازتاب امواج فراصوت داشته باشد. صدا با سرعت بیشتری از هوا عبور می کند تا از طریق مواد جامد و مایعات ، بنابراین تفاوت معنی داری در تراکم بین هوا و محصول شما منجر به سیگنال خوبی می شود.
-
سنسور سطح اولتراسونیک مسدود کننده مسافتی است که نمی تواند به درستی بخواند ، بنابراین باید آن را در محاسبات خود لحاظ کنید.
- مواد مختلف بر امواج صوتی متفاوت تأثیر می گذارند. به عنوان مثال ، اتمهای هلیوم نسبت به مولکول های هوا کمتر انبوه هستند و بنابراین در دمای معین ، صدا سریعتر از هوا در هلیوم حرکت می کند. به همین دلیل است که هلیم را از بادکنک استنشاق می کنید. صدای صدای شما به طرز چشمگیری بالا می رود
- مشخصات سطح مایع نکته مهمی است که باید در نظر بگیرید. اگر رویه سیال متلاطم باشد ، باعث ایجاد کف می شود. به دلیل کف کردن قرائت ها دارای خطلا می باشد.
- انسداد در مخازن می تواند باعث بازتاب های متعدد و غلط شود ، اما امروزه پردازش سیگنال به نادیده گرفتن این مشکلات کمک می کند. این مسئله تا حد مشخصی قابل حذف است. با این حال ، فرستنده سطح رادار نیز می تواند راه حلی برای این موضوع باشد.
- اندازه گیری های سطح اولتراسونیک در اثر بخار یا بخار بالای سطح اندازه گیری تحت تأثیر قرار می گیرد. این امر به این دلیل است که بخار انتقال و بازتاب سیگنال اولتراسونیک را قطع می کند.
- برنامه های خلاء با فرستنده سطح اولتراسونیک نیز امکان پذیر نیست. امواج اولتراسونیک نمی توانند از طریق فضای خالی تردد کنند ، برای مسافرت و اندازه گیری نیاز به رسانه ای نظیر گاز ، مایع یا جامد دارند!
- تا زمانی که این عوامل را در نظر بگیرید ، می توانید از سنسورهای سطح اولتراسونیک در بسیاری از صنایع و برنامه ها استفاده کنید. بیایید بیش از چند مورد
کاربرد های سطح سنج التراسونیک
سنسور سطح اولتراسونیک برای آب و فاضلاب
صنعت آب و فاضلاب به شدت از سنسورهای سطح اولتراسونیک استقبال می کند زیرا به کنترل پمپ ، سیکل و نظارت ، محافظت در برابر سرریز و موارد دیگر کمک می کند. در حقیقت ، سنسورهای سطح اولتراسونیک برای اکثر موارد مورد نیاز سطح مایع استاندارد شده اند.
برنامه های کاربردی آب و فاضلاب برای اندازه گیری جریان در سیستم های مختلف آب از روش نظارت بر جریان کانال باز استفاده می کنند. در این تکنیک ، سرعت اندازه گیری آب با اندازه گیری ارتفاع آب با کمک سنسور سطح اولتراسونیک مشخص می شود.
سطح سنج التراسونیک برای مواد شیمیایی
در صنایع شیمیایی ، کاربردهای سنسور سطح اولتراسونیک شامل اندازه گیری سطح برای مایعات خورنده ، چسب سوخت ، رزین ، رنگ ، لاستیک و پلاستیک می باشد. صنایع شیمیایی اغلب محصولات قدرتمند را اندازه گیری می کنند ، بنابراین به اندازه گیری سطح غیر تماسی نیاز خواهید داشت.
سنسورهای سطح اولتراسونیک در مخازن ذخیره سازی برای مواد خورنده مانند اسید هیدروکلریک (HCl) ، اسید سولفوریک (H2SO4) و سود سوز آور (NaOH) بسیار عالی عمل می کنند.
هنوز هم باید مطمئن شوید که ماده حسگر شما از نظر شیمیایی سازگار است. بسیاری از سونوگرافی ها با مواد مرطوب ساخته شده از PVDF همراه هستند.
سطح سنج اولتراسونیک غذا و نوشیدنی
سنسورهای سطح اولتراسونیک در این صنعت برای اندازه گیری دانه ها ، آب میوه ها ، پودرها و مواد جامد فله بیشتر در سیلوها ظاهر می شوند. اما در اینجا ، سنسورها باید شرایط بهداشتی را رعایت کنند
نتیجه
- به عنوان یک سنسور سطح غیر تماسی ، یک سنسور سطح اولتراسونیک برای فاضلاب ، مایعات خورنده و غیره انتخاب مناسبی را ایجاد می کند. سنسورهای سطح اولتراسونیک دستگاههای ساده و کم هزینه ای هستند که بدون تأثیرگذاری روی محصول شما ، داده های دقیق و قابل اعتماد را اندازه گیری می کنند.
همچنین در اندازه گیری سطح اولتراسونیک محدودیت هایی وجود دارد که با انتخاب برای اندازه گیری سطح رادار می توان برطرف کرد.