Ультразвуковой уровнемер

Ультразвуковой уровнемер берут за то, чего он не касается. Где аппарат держит сточные воды, кислоту, пищевой продукт или пульпу, смоченному прибору приходится выдерживать среду, а потом отмываться, и поплавок или зонд ещё и надо достать. Измерение сверху поверхности снимает всё это: преобразователь стоит в воздухе над аппаратом, а содержимое до него не доходит.

Простота, которую это даёт, оплачивается геометрией. Прибору нужен свободный путь от его лица до поверхности, и на аппарате, в котором что-то есть, это уступка меньшая, чем кажется поначалу.

Как выполняется измерение

Преобразователь посылает пачку звука вниз, а затем слушает. Импульс отражается от скачка плотности на поверхности и возвращается; интервал между посылкой и приёмом даёт расстояние, а вычитание этого расстояния из высоты монтажа даёт уровень. Поскольку скорость звука зависит от температуры воздуха, который он проходит, прибор несёт датчик температуры и корректирует по нему отсчёт времени - поэтому температура места установки входит в спецификацию, а не является местной деталью.

Отсюда следуют три геометрических ограничения, и вместе они решают, можно ли данный аппарат измерять вообще. Прямо под лицом есть полоса, где прибор не отделяет собственную посылку от возвращающегося эха, поэтому наибольший уровень, до которого может подниматься содержимое, должен оставаться под этой полосой. Импульс расходится по мере пути, поэтому на высоком узком аппарате луч может удариться в стенку или во внутреннюю деталь и вернуть ложный отклик раньше, чем от поверхности. И при данном диапазоне существует наименьшее расстояние между преобразователем и стенкой аппарата, потому что отражение от стенки приходит по времени близко к отражению от поверхности.

Моноблочное или раздельное исполнение

Два исполнения различаются только тем, где стоит головка. Моноблочное несёт преобразователь в головке и монтируется на аппарате - это решение для резервуара со свободным пространством над средой и с достижимым верхом. Раздельное ставит преобразователь на аппарат, а головку туда, где её может прочесть человек, - что и требуется при низкой высоте над резервуаром, при аппарате без доступа сверху или в зоне промывки.

Есть и два следствия, кроме удобства. Раздельное исполнение принимает сетевое питание наряду с низковольтным, поэтому оно подходит там, где у аппарата есть сеть, но нет низковольтной линии. И оно не несёт опции радиоканала, которую предлагает моноблочное, так что удалённая площадка без проводки вовсе указывает на моноблочное исполнение.

Диапазон, слепая зона и малый аппарат

Диапазон и погрешность - первые числа, которые ищет покупатель, и на этом типе их одних недостаточно. Слепая зона принадлежит устройству преобразователя, а не диапазону: именно поэтому материал даёт разные числа для моноблочного и раздельного исполнений при одних и тех же длинах, и поэтому исполнение с короткой слепой зоной бывает тем, что делает мелкий аппарат измеримым. Исполнение с малой слепой зоной существует ровно для такого случая: оно покрывает аппарат глубиной не больше метра-двух, со слепой зоной в сантиметрах, а не в десятках сантиметров.

Эта связь и есть причина, по которой разговор о спецификации начинают с аппарата, а не с прибора. Высота аппарата и наибольший уровень, до которого поднимается содержимое, вместе решают, можно ли смонтировать прибор достаточно высоко, чтобы оставить этот уровень вне слепой зоны, или же надо менять диапазон, монтаж либо сам принцип.

Выходы и управление

Прибор даёт аналоговый выход 4-20 mA и соединение RS-485 с Modbus-RTU - это обычный путь в контроллер или в систему управления, - и пару контактов реле, рассчитанных на коммутацию сетевого напряжения. Реле и позволяют одному прибору делать работу, а не только сообщать о ней: реле уровня, которое запускает насос или открывает клапан, нуждается в контакте, а сигнализация - в ещё одном. Когда действий нужно больше, у раздельного исполнения опцией предлагаются четыре контакта.

Погрешность аналогового выхода 0,2 % от полной шкалы приведена отдельно от погрешности измерения, и эти две величины стоит держать раздельно: первая описывает качество сигнала между прибором и тем, кто его считывает, а вторая - само измерение.

Ограничения измерений и то, что влияет на выбор

Ограничения технологии - те три геометрических, что названы выше, и о них стоит сказать прямо, потому что для каждого есть обход дешевле, чем менять прибор. Уровень, который заходит в слепую зону, иногда снимают, подняв точку монтажа либо вынеся над аппаратом стояк. Луч, который достаёт до стенки, можно сузить, прибор можно переставить, а сам аппарат можно измерить другим принципом. Но там, где воздух над поверхностью несёт пары, конденсат, пыль или пену, геометрия не помогает, и ответом обычно служит радар - поэтому границу между двумя технологиями проводит наджидкостное пространство, а не диапазон уровней, который покрывают обе.

Материал оставляет и несколько величин неустановленными, и они перечислены, а не сглажены. Погрешность выражена тремя разными способами в одном и том же документе, а класс точности - не та же величина, что процент от полной шкалы. Слепая зона различается между двумя исполнениями для одного диапазона. Между ними различается и питание. А связь между опциональным модулем беспроводной передачи и отдельным 4G-прибором не объяснена.

Заказ

Ответ определяют высота аппарата, его диаметр и наибольший и наименьший уровни в эксплуатации; среда и пары или пыль над ней; рабочие и крайние температуры у прибора; образуется ли на поверхности пена, конденсат или турбулентность; что находится внутри аппарата и насколько близко к стенке можно смонтировать прибор; нужно ли видеть показание на месте или достаточно сигнала; требуемые выходы и то, кто их будет считывать; есть ли у аппарата какая-либо проводка; и питание в месте установки. Чертёж аппарата отвечает на большую часть этих вопросов и остаётся самым полезным одиночным элементом запроса. Количество, порт назначения и требуемая дата поставки дополняют его.