ما هو مقياس المستوى فوق الصوتي
يقيس مقياس المستوى فوق الصوتي المسافة إلى سطح ما في خزان أو صومعة أو قناة بقياس زمن نبضة صوتية تذهب إلى السطح وتعود. والمحوّل يركَّب فوق المحتوى ولا يلامسه، وهذا هو مضمون النوع كله: لا شيء يلامس السائل، ولا شيء يتآكل، ولا شيء يحتاج إلى تنظيف. وحيث يحمل الوعاء مياه صرف، أو كيميائيًا، أو منتجًا غذائيًا، أو حمأة، فانتفاء التلامس هو السبب المعتاد لاختيار هذه التقنية على عوّامة، أو مجس، أو مُرسل ضغط.
جهاز واحد يغطّي طائفة واسعة من المهام لأن القياس لا يبالي بما هو السطح. فمياه في حوض تجميع، وحامض في خزان تخزين، وحبوب في صومعة، ومستوى نهر تحت جسر، ومحتوى وعاء جرعات صغير، كلها تُقاس بالمبدأ نفسه، ولا يتغيّر إلّا المدى، والتركيب، ومادة المحوّل. والأشكال العملية تضيف شاشة مدمجة وخرجًا تسلسليًا، وهناك صيغة ترسل القراءة عبر شبكة خلوية لمواقع لا أسلكة فيها.
هذه الصفحة تتكلّم عن إعداد النوع: كيف يقرّر المدى، ومسافة التعتيم، وزاوية الشعاع معًا المواضعَ التي يجوز فيها التركيب، ومتى تُطلب الصيغة المدمجة أو المنفصلة، وكيف يُميَّز من مقياس المستوى بالرادار الذي يُستسعر عن المهمة نفسها.
كيفية قياس مقياس المستوى فوق الصوتي
المحوّل يرسل ويستقبل معًا. تُبعث حزمة صوت إلى أسفل، فتنعكس عند التغيّر في الكثافة على سطح الوسط وتعود، والزمن بين الإرسال والاستقبال يعطي المسافة، وطرح تلك المسافة من ارتفاع التركيب يعطي المستوى. ولأن سرعة الصوت في الهواء تتغيّر مع الحرارة، تحمل هذه الأجهزة حسّاس حرارة وتصوّح التوقيت بمقتضاه، ولهذا كانت حرارة الموقع جزءًا من المواصفة لا تفصيلًا محيطيًا.
وتنتج عن ذلك ثلاثة قيود هندسية تقرّر معًا هل يمكن قياس وعاء معيّن أصلًا. الأول مسافة التعتيم: فبالقرب من المحوّل لا يستطيع الجهاز أن يفصل إرساله عن الصدى العائد، فتصبح حزمة تحت الوجه مباشرة غير قابلة للقياس، ولا بدّ لأعلى مستوى يبلغه الوعاء أن يبقى تحتها. والثاني زاوية الشعاع: فالنبضة تنتشر وهي تسير، وفي وعاء طويل ضيّق يستطيع الشعاع أن يصيب الجدار أو تجهيزًا داخليًا ويعيد صدى كاذبًا. والثالث البعد عن الجدار: فلكلّ مدى مسافة دنيا بين المحوّل وجدار الوعاء، لأن صدى الجدار يصل قريبًا زمنيًا من صدى السطح.
وهذه الثلاثة هي سبب كون النوع يُحدَّد من مخطط الوعاء لا من رقم مستوى وحده. فرقم مدى يُذكر من غير ارتفاع التركيب، ومسافة التعتيم، والعوائق الداخلية، لا يحدّد جهازًا بعد.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| شكل الجهاز | مدمج، المحوّل والإلكترونيات في هيكل واحد، أو منفصل، يجمع بينهما كابل | أين يمكن الوصول إلى الإلكترونيات وقراءتها. فالصيغة المنفصلة تجعل المؤشر عند مستوى العين والمحوّل على الوعاء، وهو الترتيب المعتاد حيث لا يُتوصّل إلى قمّة الوعاء أو كان الفضاء فوقها ضيّقًا. |
| مدى القياس | شرائح من المديات، لكل منها مسافة تعتيمها | ارتفاع الوعاء الذي يمكن تغطيته، والحزمة تحت المحوّل التي لا تُستعمل مطلقًا. فالمدى الأطول يجيء عادةً بمسافة تعتيم أكبر، لذلك لا يتّفق المطلوب في وعاء طويل مع المطلوب في وعاء عالٍ مستواه الأقصى. |
| مادة المحوّل | أوجه للاستعمال العامّ، وأوجه مقاومة للتآكل | هل ينجو الجهاز من الجو فوق الوسط، وهو أمر يُحسم مستقلًا عن كون الوسط نفسه أكّالًا. |
| التركيب | بشفة، أو بسن برغي، أو بحامل، أو تركيب مكشوف | كيف يُمسَك المحوّل بالارتفاع الصحيح وعلى استقامة مع السطح، وهل يمكن فتح الوعاء لتثبيت الوصلة. |
| المخارج | مخارج تماثلية، ومرحلية، وتسلسلية، بتوليفات مختلفة | هل تقود القراءة شاشة، أو إنذارًا، أو مضخّة، أو نظام تحكم. فعدد المرحلات المتاحة يقرّر كم من الإجراءات يستطيع جهاز واحد أن يتّخذها. |
| الاتصال | خرج تسلسلي سلكي، أو وصلة لاسلكية اختيارية | هل في الموقع أسلكة أصلًا، وهل يجب أن تُرى القراءة عن بُعد. |
| مصدر التغذية | جهد مستمر منخفض، أو تيار الشبكة حيث تُستعمل الصيغة المنفصلة | هل توجد تغذية عند الوعاء، وهو غالبًا العامل الحاسم في موقع ناءٍ. |
| الشاشة والإشارة المحلية | شاشة مدمجة، أو مؤشر منفصل | هل يقرأ أحد المستوى عند الوعاء، أم في غرفة التحكم فقط. |
كيفية اختيار مقياس المستوى فوق الصوتي
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
| ارتفاع الوعاء وأعلى مستوى | فالمدى عليه أن يغطي الامتداد العامل، وأعلاه يجب أن يبقى بعيدًا من مسافة التعتيم | اذكر ارتفاع الوعاء وأعلى مستوى يبلغه المحتوى، لا الارتفاع وحده. |
| قطر الوعاء وتجهيزاته الداخلية | فالشعاع ينتشر وهو يسير، فالبعد عن الجدار وكل بارز يقرّران هل يعود صدى نظيف | صف شكل الوعاء وما بداخله، بما في ذلك المقلِّبات، والسلالم، وملفات التسخين، وأنبوب الملء. |
| موضع التركيب وسبل الوصول | يقرّر الصيغة، والمدى، وهل يمكن قراءة الإلكترونيات محليًا | اذكر أين يمكن تثبيت الجهاز، وهل قمّة الوعاء متناولة. |
| الجو فوق الوسط | فالأبخرة، والتكثّف، والغبار، والرغوة، كلٌّ منها يؤثّر في الصدى العائد على نحو يختلف عن الهواء النظيف | اذكر البخار، ودرجة الحرارة، وهل يتكوّن تكثّف أو رغوة على السطح. |
| نطاق درجات الحرارة | فسرعة الصوت تتغيّر مع الحرارة، لذلك كان مدى الظروف جزءًا من الاختيار | اذكر حرارة التشغيل وحرارة التطرّف عند الجهاز. |
| هل القراءة محلية أم نائية | يقرّر المخارج، والاتصال، وترتيب التغذية | بيّن أين يجب أن تظهر القراءة، وما الذي يجب أن يعمل بها. |
إن بقي أيٌّ من هذه مفتوحًا فأرسل ما هو معروف؛ يمكن إصدار عرض السعر انطلاقًا من وصف التشغيل ثم تحسينه بعد سدّ الفجوات.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن مقياس المستوى فوق الصوتي، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن مقياس مستوى فوق صوتي |
| مقاييس المستوى بالرادار | غير ملامسة هي أيضًا وتُركَّب فوق الوسط، لكنها تعمل بالميكروويف ولا تكترث كثيرًا للأبخرة، وطبقات الحرارة، والغبار التي تُزعج النبضة الصوتية. وهي الجواب للوعاء الساخن، أو المغبرّ، أو الكثير الأبخرة، وهي عادةً أغلى الاثنين. |
| مرسلات المستوى بالضغط الساكن | تجلس في قاع الوعاء أو عليه وتستدلّ على المستوى من عمود السائل فوقها. فلا تؤثر فيها الرغوة ولا الأبخرة ولا التجهيزات الداخلية، لكنها تحتاج وسطًا كثافته معروفة ومستقرة، وهي ملامسة للسائل، وتلك هي المقايضة أمام الأنواع غير الملامسة. |
| حسّاسات المستوى السعوية | مجس تتغيّر سعته مع الوسط حوله. بسيط للنقطة وللأوعية الصغيرة، ويتضرّر بالترسّب على المجس. |
| حسّاسات المستوى بالعوّامة | جسم مزاح يتّبع السطح. بسيط ميكانيكيًا ولا تهمّه الرغوة ولا الأبخرة، لكن أجزائه المتحرّكة تتوسّخ، وهو يعطي نقطة أو امتدادًا قصيرًا لا قياسًا مستمرًا. |
| مقاييس المستوى المغناطيسية | عوّامة داخل غرفة تحرّك عمودًا مغناطيسيًا خارجها، فتعطي قراءة بصرية محلية لا تحتاج طاقة. وهي قراءة لا إشارة، والغرفة ملامسة للسائل. |
| مرسلات المستوى فوق الصوتية | مبدأ القياس نفسه في عبوة للإرسال لا للإشارة المحلية، وهي الصيغة المختارة حين لا تُراد القراءة إلّا إشارة. |
حدّ الفصل بين فوق الصوتي والرادار يرسمه في العادة الجو فوق الوسط ودرجة الحرارة، لا مدى المستوى، فالمدى يغطّيه الاثنان.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- ارتفاع الوعاء، وقطره، وأعلى مستوى وأدناهما في الخدمة
- الوسط، وما فوقه من بخار أو غبار
- حرارة التشغيل وحرارة التطرّف عند الجهاز
- هل يتكوّن على السطح رغوة، أو تكثّف، أو اضطراب
- التجهيزات الداخلية، وأقرب مسافة يمكن عندها تركيب الجهاز من الجدار
- هل يجب قراءة الجهاز محليًا أم يُكتفى به إشارة
- المخارج المطلوبة، وما سيقرأها
- هل توجد أسلكة عند الوعاء أم تلزم وصلة لاسلكية
- التغذية المتوفرة عند نقطة التركيب
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب