سطح سنج اولتراسونیک

سطح سنج اولتراسونیک

سنسورهای تماسی همیشه و در همه جا به عنوان مثال در محیط های انفجاری و یا در شرایطی که سیال فرآیندی خورنده است یا خواص آن متغیر می باشد قابل استفاده نیستند، یکی از دستگاههایی که جهت اندازه گیری سطح بدون برقراری تماس با اجسام بکار میرود سطح سنج آلتراسونیک می باشد. این نوع از سطح سنج ها با استفاده از سنسور اولتراسونیک یاماوراء صوت و به روش غیر تماسی و مجاورتی اندازه گیری سطح را انجام میدهد.

عملکرد اندازه گیرهای التراسونیک

صوت از محیط های مختلف به دلیل چگالی های متفاومت آنها، با سرعت های متفاوتی عبور می کند. به همین دلیل، زمانیکه صوت از سطح مشترک مواد مختلف عبور می کند، بسته به اختلاف چگالی دوماده، بخشی از آن بازتابیده می شود. در اندازه گیرهای اولتراسونیک، یک پالس توسط یک کریستال پیزوالکتریک تولید و ارسال می شود. وقتی موج به سطح سیالی که قصد داریم، ارتفاع آن را بسنجیم برخورد می کند،مقداری از آن در برخورد با سطح بازتابیده شده، و توسط دستگاه دریافت می شود. سپس مدت زمانیکه از انتشار تا دریافت انعکاس طول می کشد، اندازه گیری شده و با استفاده از سرعت صوت، فاصله تاسطح ماده محاسبه می شود. به این ترتیب با دانستن ارتفاع تانک، ارتفاع سطح مایع نیز مشخص می شود .

کاربرد سطح سنج اولتراسونیک
این سنسور مناسب برای انواع مخازن آب، مخازن رنگ، مخازن شن و ماسه، مخازن شیر، هر نوع مخزن که شامل مایعات و مواد خمیر مانند یا مخازن جامدات روان و…. میباشد، هچنین در محیط های انفجاری، مخازن شیمیایی با خورندگی بالا نیز می توان از سطح سنج های اولتراسونیک استفاده کرد.

اولتراسونیک و نقاط قوت و ضعف آن:

البته نباید نادیده گرفت که این اندازه گیری با مشکلاتی نیز همراه است که پیش بینی همه آنها دشوار می باشد. از جمله این مشکلات  می توان به بازتابهای نویزی یا غلط اشاره داشت . سیگنال ارسالی ممکن است توسط دیواره تانک یا سایر موانع موجود در تانک بازتابانده شود . این مشکل با نصب سنسور در موقعیتی که مینیمم بازتابهای غلط را داشته باشد، کمتر می شود. حتی المقدور اکوهای غلط باید در زمان خالی بودن تانک شناسایی گردند تا در هنگام اندازه گیری، توسط مدارهای الکترونیکی فیلتر شوند.
گاهی اوقات وجود کف، توربولنسی در سطح سیال و یا گرد و غبار در فضای بالای تانک، مقدار قابل توجهی از سیگنال را به اطراف بازتابیده و یا جذب می کند. تغییر در ترکیب گاز بالای مایع نیز می تواند منجر به تغییر سرعت انتقال صوت شود و سبب خارج شدن دستگاه، از کالیبراسیون شود. به همین دلیل از این دستگاهها در موارد بالا، کمتر استفاده می شود. تغییرات فشار در مایعات به دلیل اینکه تراکم ناپذیر هستند، سبب تغییر محسوس در چگالی آنها نمی شود و در نتیجه سرعت صوت در آنها تغییر زیادی نمی کند. اما به هر حال، برای اطمینان ازعملکرد این دستگاهها، دو حد فشاری بالا و پایین وجود دارد . در فشارهای بسیار بالا، ممکن است سنسور بخاطر نیروهایی که به آن وارد می شود، قادر به عملکرد صحیح نباشد . همچنین از آنجاییکه در شرایط خلاء سیگنال صوتی منتقل نمی شود، این سیستم نمی تواند در فشارهای بیش از حد کم، خوب عمل کند. تغییرات دمای سیال، سبب تغییر چگالی و در نتیجه تغییر سرعت صوت می شود. به همین دلیل سیستم اندازه گیری باید یک سنسور دما نیز داشته باشند تا بطور الکتریکی تاثیرات تغییرات دما را جبران کند.

مزیت سطح سنج اولتراسونیک

  • سطح سنج های اولتراسونیک هیچ حساسیتی به رنگ، نور یا بو نداشته و بدون تماس با جسم فاصله تا هدف را پیدا می کند.
  • دقت و سرعت بالا
  • کالیبراسیون خودکار و رنج وسیع دمایی
  • عدم تماس با جسم و نداشتن خورندگی و سایش
  • هزینه تعمیر و نگهداری پایین
  • برای مخازن کوتاه مناسب است
  • علاوه بر ارسال جریان خروجی می توان خروجی های رله جهت آلارم یا کنترل و همچنین خروجی RS485 جهت ارسال اطلاعات از طریق کامپیوتر را داشته باشد
  • قیمت مناسب

معایب لول سنج التراسونیک

  • برای مخازن بلند مناسب نیست
  • برای مخازن پودری و سیلویی مناسب نیست
  • برای مخازنی که گرد و غبار در داخلش باشد مناسب نیست
  • برای مخازن تحت فشار مناسب نیست
  • برای مخازن خلا مناسب نیست

در انتخاب سطح سنج یا لول متر اولتراسونیک به موارد زیر توجه فرمائید .

  • رنج دمائی
  • فشار مخزن
  • تعداد و نوع خروجی مورد نظر
  • شرایط محیطی
  • ارتفاع قابل اندازه گیری
  • دقت تجهیز