Miernik poziomu ultradźwiękowy

Miernik poziomu ultradźwiękowy kupuje się dla tego, czego nie dotyka. Gdy zbiornik zawiera ścieki, kwas, produkt spożywczy lub zawiesinę, przyrząd z częścią mokrą musi przetrwać ośrodek i być oczyszczony, a pływak lub sonda musi być dostępny. Pomiar z góry powierzchni eliminuje to wszystko: sonda siedzi w powietrzu nad naczyniem, a zawartość nigdy do niej nie dociera.

To, co zyskuje się na prostocie, płaci się geometrią. Przyrząd potrzebuje czystej drogi od swojej powierzchni do powierzchni medium, a na naczyniu z czymkolwiek w środku to mniejsze ustępstwo niż się na pierwszy rzut wydaje.

Jak wykonywany jest pomiar

Sonda wysyła serię dźwięku w dół i następnie nasłuchuje. Impuls odbija się od zmiany gęstości na powierzchni i wraca, a odstęp między nadaniem a odbiorem daje odległość; odjęcie tego od wysokości montażu daje poziom. Ponieważ prędkość dźwięku zależy od temperatury powietrza, przez które podróżuje, przyrząd ma czujnik temperatury i koryguje pomiar o tę wartość, i dlatego temperatura instalacji jest częścią doboru, a nie szczegółem otoczenia.

Trzy ograniczenia geometryczne wynikają z tego jednego zdania i razem decydują, czy naczynie można zmierzyć. Bezpośrednio pod powierzchnią jest pasmo, w którym przyrząd nie może oddzielić własnego nadawania od powracającego echa, i najwyższy poziom, jaki może osiągnąć naczynie, musi pozostać poniżej niego. Impuls rozchodzi się podczas podróży, więc na wysokim wąskim naczyniu wiązka może dotrzeć do ścianki lub wewnętrznego elementu i zwrócić fałszywe echo przed powierzchnią. I dla danego zakresu istnieje minimalna odległość między sondą a ścianką naczynia, ponieważ echo od ścianki dociera blisko w czasie do echa od powierzchni.

Forma zintegrowana czy rozdzielna

Te dwie formy różnią się tylko tym, gdzie jest głowica. Forma zintegrowana ma sondę w głowicy i jest montowana na naczyniu, co jest rozwiązaniem dla zbiornika z wolną przestrzenią nad nim i dostępnym wierzchem. Forma rozdzielna umieszcza sondę na naczyniu, a głowicę tam, gdzie osoba może ją odczytać, co jest tym, czego wymaga niskie pomieszczenie, naczynie bez dostępu od góry lub strefa mycia.

Są dwie konsekwencje wykraczające poza wygodę. Forma rozdzielna przyjmuje zasilanie sieciowe oprócz niskiego napięcia, więc pasuje do zakładu, gdzie zasilanie jest dostępne przy naczyniu, ale nie ma niskiego napięcia. I nie ma opcji bezprzewodowej, którą ma forma zintegrowana, więc zdalny obiekt bez żadnego okablowania wskazuje na formę zintegrowaną.

Zakres, odległość martwa i małe naczynie

Zakres i dokładność to wartości, których kupujący szuka najpierw, i w tym typie same nie wystarczą. Odległość martwa należy do układu sondy, a nie do zakresu, i dlatego materiał podaje różne wartości dla formy zintegrowanej i rozdzielnej przy tych samych rozpiętościach, i dlatego forma z krótką odległością martwą może być tą, która umożliwia pomiar płytkiego naczynia. Forma z małą strefą martwą istnieje właśnie dla tego przypadku: obejmuje naczynie o głębokości nie większej niż metr lub dwa, z odległością martwą mierzoną w centymetrach, a nie w dziesiątkach centymetrów.

Ta zależność jest powodem, dla którego rozmowa o specyfikacji zaczyna się od naczynia, a nie od przyrządu. Wysokość naczynia i najwyższy poziom, jaki osiągają jego zawartości, razem decydują, czy przyrząd można zamontować wystarczająco wysoko, by utrzymać ten poziom poza pasmem martwym, czy też trzeba zmienić zakres, montaż lub technologię.

Wyjścia i sterowanie

Przyrząd zapewnia analogowe wyjście 4-20 mA i połączenie RS-485 z protokołem Modbus-RTU, co jest standardową drogą do sterownika lub systemu sterowania, oraz parę styków przekaźnika przystosowanych do przełączania zasilania sieciowego. Przekaźniki są tym, co pozwala przyrządowi wykonać zadanie, a nie tylko je zgłosić: przełącznik poziomu uruchamiający pompę lub otwierający zawór potrzebuje styku, a alarm potrzebuje drugiego. Forma rozdzielna oferuje cztery styki jako opcję tam, gdzie potrzebnych jest więcej działań.

Dokładność wyjścia analogowego 0,2 % pełnej skali jest podana oddzielnie od dokładności pomiaru i warto je trzymać rozdzielnie: pierwsza opisuje jakość sygnału między przyrządem a tym, co go odczytuje, a druga opisuje sam pomiar.

Ograniczenia pomiarowe i uwagi dotyczące doboru

Ograniczenia technologii to trzy ograniczenia geometryczne powyżej i warto je podać wprost, ponieważ każde ma obejście tańsze niż wymiana przyrządu. Poziom sięgający w strefę martwą można czasem rozwiązać przez podniesienie montażu lub wyprowadzenie rurki stojącej powyżej naczynia. Wiązkę docierającą do ścianki można zawęzić, przyrząd przenieść lub naczynie zmierzyć inną zasadą. Ale gdy powietrze nad powierzchnią przenosi parę, skropliny, pył lub pianę, geometria nie pomaga i odpowiedzią jest zwykle radar - i dlatego granica między tymi dwiema technologiami jest wyznaczana przez atmosferę nad ośrodkiem, a nie przez zakres poziomu, ponieważ oba pokrywają te same rozpiętości.

Materiał pozostawia też kilka wartości niedookreślonych i są one wymienione, a nie wygładzone. Dokładność jest wyrażona na trzy różne sposoby w tym samym dokumencie, a klasa dokładności to nie ta sama wielkość co procent pełnej skali. Odległość martwa różni się między dwiema formami dla jednego zakresu. Układ zasilania różni się między nimi. A związek między opcjonalnym modułem bezprzewodowym a oddzielną jednostką 4G nie jest wyjaśniony.

Zamawianie

Elementy ustalające odpowiedź to: wysokość naczynia, jego średnica i maksymalny oraz minimalny poziom w pracy; medium i para lub pył nad nim; temperatura robocza i skrajna przy przyrządzie; czy na powierzchni tworzy się piana, skropliny lub turbulencje; co jest w naczyniu i jak blisko ścianki można zamontować przyrząd; czy odczyt ma być widoczny lokalnie, czy tylko jako sygnał; wymagane wyjścia i co będzie je odczytywać; czy w ogóle istnieje okablowanie przy naczyniu; oraz dostępne zasilanie. Rysunek naczynia odpowiada na większość z nich naraz i jest najcenniejszym pojedynczym elementem zapytania. Ilość, port docelowy i wymagany termin dostawy uzupełniają zapytanie.