Как выбрать подходящий ультразвуковой уровень? Пять ключевых моментов, которые помогут вам принимать правильные решения

В области промышленного производства, мониторинга водного хозяйства, экологической обработки и других областях измерение уровня жидкости является ключевым звеном в обеспечении стабильного процесса и безопасной работы. Ультразвуковой уровнемер благодаря бесконтактным измерениям, удобной установке, низкой стоимости обслуживания и другим преимуществам, стал устройством S - отбора для многих сцен. Тем не менее, на рынке существует множество моделей ультразвуковых уровнемеров, большие различия в параметрах, если неправильный выбор, могут возникнуть проблемы с большой ошибкой измерения, быстрым повреждением оборудования или даже неспособностью нормально работать. Эта статья будет исходить из пяти основных пунктов, чтобы научить вас шаг за шагом выбирать ультразвуковые уровнемеры, которые лучше всего подходят для реальных потребностей.

Во - первых, четко определить потребности измерения: точный диапазон соответствия и точность, чтобы избежать « чрезмерной выборки» или « недостаточной способности»

Первым шагом в выборе ультразвукового уровня является четкое определение собственных потребностей в измерениях, которые напрямую определяют основные параметры производительности оборудования и являются ключом к предотвращению расточительства затрат или отсутствия функциональности.

1.Диапазон измерений: зарезервировать запас безопасности, избегая "измерения слепых зон"

Ультразвуковые уровнемеры имеют « слепые зоны» (т. е. области, которые не могут быть точно измерены под зондом, обычно 0,2 - 1 м, в зависимости от типа), поэтому при фактическом отборе,Измерения должны покрывать « максимальную высоту уровня жидкости + расстояние слепой зоны» и резервировать дополнительный запас безопасности от 10% до 20%А.

Например, химический резервуар должен измерять уровень жидкости 0 - 5 м, если слепая зона выбранного оборудования составляет 0,5 м, то теоретический диапазон должен достигать не менее 5,5 м, фактически рекомендуется выбрать модель 0 - 6 м или 0 - 7 м - как избежать попадания в слепую зону, когда уровень жидкости достигает верхнего X, так и реагировать на внезапные колебания уровня.

И наоборот, если на самом деле требуется только измерение уровня жидкости 0 - 2 м, но выбрать оборудование в диапазоне 0 - 10 м, это приведет к снижению точности измерения при небольшом диапазоне изменений уровня жидкости из - за слишком большого диапазона, что является « чрезмерным выбором».

2. Класс точности: по требованию выбрать, сбалансировать "потребности точности" и "бюджет себестоимости"

Класс точности ультразвукового уровнемера обычно выражается как « процент полного диапазона (FS) », общие спецификации ±0,1% FS, ±0,2% FS, ±0,5% FS. Чем выше точность, тем выше стоимость оборудования, необходимо разумно выбирать в соответствии с важностью сцены:

Сценарий с высокой точностью:: Например, резервуары для пищевых ингредиентов, реакторы для фармацевтических реакций, точное химическое измерение и т. Д. Требуется точный контроль уровня жидкости для обеспечения качества продукции, следует выбрать модель ±0,1% - ±0,2% FS;

Обычный мониторинг сцены:: Мониторинг уровня жидкости в обычных промышленных резервуарах для хранения жидкости и резервуарах для регулирования сточных вод, только чтобы понять приблизительное изменение уровня жидкости, точность ±0,5% FS может удовлетворить спрос, нет необходимости стремиться к чрезмерной точности, что приводит к расходам.

II. Прощупывание свойств среды: целенаправленное решение помех "типа жидкости" и "состояния уровня жидкости"

Характеристики измеренной жидкости являются основными факторами, влияющими на стабильность ультразвуковых измерений уровня - физическое состояние различных жидкостей (чистота, коррозионная стойкость), форма уровня (спокойствие / колебание / с пеной), которые предъявляют совершенно разные требования к материалу зонда оборудования и мощности обработки сигналов.

1.Тип жидкости: выбор материала зонда из "чистоты" и "коррозионной"

Чистая жидкость (чистая вода, алкоголь, растительное масло и т.д.):: жидкость без примесей, без коррозии, выберите обычный ABS или PVC материал зонд стандартного типа уровнемер достаточно, рентабельность высокая;

Мутные / пузырьковые жидкости (глинистый раствор, сточные воды, ферментеры и т.д.):: Такие жидкости легко рассеивают ультразвуковые сигналы, что приводит к ослаблению эха. Предлагаемый выборВысокочастотный зонд (например, 200 кГц и выше)Или модель с « функцией фильтрации сигнала», высокочастотный сигнал проникает сильнее, функция фильтрации может фильтровать шум, чтобы повысить стабильность измерения;

Сильно коррозионные жидкости (кислотно - щелочные растворы, химические растворители и т.д.):: Сосредоточьтесь на антикоррозионных свойствах зонда, материал должен выбрать стойкий к коррозии PTFE (политетрафторэтилен), PVDF (поливинилфторэтилен) или сплав Харли, гарантируя, что корпус оборудования также обладает антикоррозионной способностью, чтобы избежать длительного контакта с коррозией.

2.Состояние уровня жидкости: реагирование на помехи "волатильности, пены, пара"

Спокойный уровень (например, статический резервуар для воды):: Без особых помех обычные модели могут нормально работать;

Волатильный уровень жидкости (например, смеситель, резервуар вблизи корпуса насоса):: Сильные колебания уровня жидкости могут привести к нестабильности эхо - сигнала и большому биению измеренных данных. Можно выбрать два варианта решения: один - выбрать.Зонд параболической фокусировкиФокусируйтесь на ультразвуковых сигналах, уменьшая дисперсию сигналов, вызванных колебаниями; Во - вторых, выбрать модель со встроенным « алгоритмом усреднения уровня жидкости», с помощью программного обеспечения для расчета среднего уровня жидкости в течение определенного периода времени, ослабляя влияние колебаний;

Уровень жидкости с пеной / паром (например, пивные ферментеры, резервуары для воды котла):: Пена поглощает ультразвуковые сигналы, и пар мешает распространению сигнала, вызывая "ложный уровень жидкости" или "отсутствие эха". Рекомендуется выбратьНизкочастотный зонд (например, 20 - 50 кГц)Низкочастотный сигнал проникает сильнее, может проникать в тонкий пенообразный слой; Если пена толще, она может быть установлена с « волнопроводящей трубкой», зонд помещается в волноводную трубку, избегая прямых помех пены и пара, чтобы обеспечить стабильность сигнала.

В - третьих, учитывать факторы окружающей среды: температура, давление, влажность, один нельзя игнорировать

Рабочая среда ультразвукового уровнемера (температура, давление, влажность, коррозионная стойкость) напрямую влияет на срок службы и измерительную стабильность оборудования, необходимо выбрать соответствующий уровень защиты и специальный тип конструкции в соответствии с реальной средой.

1.Температура и давление: избегайте « сверхдиапазона», приводящего к повреждению оборудования

температура:: рабочий температурный диапазон обычного ультразвукового уровнемера составляет - 20°C - 75°C, если он применяется к высокотемпературным сценариям (например, высокотемпературным асфальтовым резервуарам, паровым резервуарам), необходимо выбрать « высокотемпературный» уровнемер, некоторые специальные модели могут выдерживать 150°C или даже более высокие температуры (обратите внимание: в условиях высокой температуры материал зонда и электронные элементы должны синхронизироваться с высокой температурой, чтобы избежать отказа из - за местного перегрева);

давление:: Большинство ультразвуковых уровнемеров применяются к атмосферному давлению (- 0,1 МПа - 0,1 МПа), если используется для сценариев высокого давления (например, реакторы высокого давления, резервуары под давлением), необходимо выбрать продукт « высокого давления», зонд и корпус такого оборудования имеют специальную конструкцию уплотнения, чтобы выдерживать давление более 0,6 МПа (в частности, в соответствии с фактическим значением давления), чтобы избежать чрезмерного давления, приводящего к утечке или повреждению оборудования.

2. Влажность и коррозионная стойкость: повышение класса защиты, продление срока службы

Влажность:: Высокая влажность окружающей среды (например, аквакультурные бассейны, очистные сооружения) может легко привести к внутренней влажности оборудования, короткому замыканию неисправности. Необходимо выбрать модель с высоким уровнем защиты, уровень защиты выражается в IP - коде, общий IP65 (пылезащитная, противоструйная вода), IP67 (пылезащитная, кратковременная затопление), IP68 (пылезащитная, долгосрочная затопление). Общие сценарии с высокой влажностью выбирают IP67 и выше, если требуется подводная установка (например, измерение уровня жидкости в открытом канале), выберите IP68;

Сильная коррозионная среда (например, химический цех, около травильного бассейна):: В дополнение к материалу зонда, который должен быть антикоррозийным, общая оболочка оборудования также должна обладать антикоррозионной способностью, вы можете выбрать корпус из нержавеющей стали (например, 316L), в то же время убедитесь, что интерфейсы, кабели и другие детали также антикоррозийной обработки, чтобы избежать долгосрочного воздействия коррозионных газов или жидкостей эрозии.

IV. Выбор способа установки пары: избегайте препятствий, приспосабливайте пространство и убедитесь, что сигнал в норме

Неправильная установка является распространенной причиной неправильных измерений ультразвукового уровня - если зонд заблокирован барьером, не перпендикулярен уровню жидкости или недостаточно места для установки, это может повлиять на эмиссию и прием ультразвука.

1.Избегайте препятствий, гарантируя "без прикрытия"

Место установки зонда должно соответствовать двум основным требованиям:Барьерное заграждениеИзбегайте лестниц, кронштейнов, насосных клапанов, загрузочных труб и другого оборудования, чтобы избежать ультразвукового сигнала, отраженного препятствием, что приводит к « неправильному определению уровня жидкости»; Во - вторых.зонд перпендикулярен измеренной поверхностиНаклонная установка может привести к тому, что эхо - сигнал отклонится от зонда, не может быть эффективно принят, ошибка измерения увеличивается.

В то же время необходимо убедиться, что « расстояние от дна зонда до низкого уровня Z» больше, чем слепое пятно устройства, чтобы избежать попадания низкого уровня Z в слепое пятно, что приводит к невозможности измерения.

2. Подходящее место для установки: раздельный vs монолитный, фланец vs резьба

Установочное пространство:: Если положение установки узкое (например, верхняя часть небольшого резервуара, в трубопроводе), однокорпусный уровнемер (интегрированный зонд с электронной частью) может быть не смонтирован из - за слишком большого объема, в это время можно выбрать модель « дробного» типа - установить меньший зонд в узком пространстве, электронная часть (дисплей, клемма) установлена в удобном для работы месте поблизости, оба соединены кабелем (длина кабеля обычно настраивается, до 100 метров);

способ подключения:: Обычными способами монтажных соединений являются фланцевые и резьбовые соединения. Фланцевые соединения подходят для крупнокалиберных резервуаров, сценариев высокого давления, более герметичных и стабильных; Резьбовое соединение подходит для малокалиберных резервуаров, сценариев постоянного давления, удобной установки. В соответствии с размером отверстия резервуара (например, спецификация фланца, тип резьбы) необходимо выбрать соответствующий способ соединения, чтобы избежать « неупакованности» или « неглубокого уплотнения».

V. Внимание к выходу и совместимости: обеспечение "передачи данных, системы могут подключиться"

Основная функция ультразвукового уровня заключается в передаче измерительных данных в системы мониторинга (например, PLC, DCS, верхние машины), и если режим выхода или протокол связи несовместимы, это может привести к « островкам данных», которые не могут обеспечить удаленный мониторинг и автоматизированное управление.

1. Режим вывода: соответствие существующему интерфейсу устройства сбора

Существует два распространенных способа экспорта:

4 - 20 мА аналоговый выход:: подходит для простого отображения уровня жидкости или управления, передача сигнала стабильна, сильная антиинтерференционная способность, большинство PLC, цифровые таблицы поддерживают вход 4 - 20mA, широкая совместимость;

Цифровой вывод RS485:: Применяется к сценариям, требующим передачи большого количества данных (например, уровень жидкости в реальном времени, исторические данные, состояние устройства), может быть реализована сеть с несколькими устройствами, расстояние передачи (до 1200 м). Если существующая система использует PLC или верхний компьютер для сбора данных, необходимо проверить, поддерживает ли входной интерфейс устройства сбора RS485, чтобы избежать несоответствия интерфейсов.

2. Протоколы связи: обеспечение "совместимости данных"

Протокол связи является « языком» между устройством и системой, и если протокол не соответствует, данные не могут быть должным образом проанализированы. В настоящее время в промышленности используются следующие протоколы: Modbus и Hart:

Протокол Modbus:: Широкое применение z, почти все системы PLC и SCADA поддерживаются, совместимы и подходят для большинства промышленных сценариев;

Протокол Харта:: В основном используется для интеллектуальных приборов, может быть реализована « двусторонняя связь» (как передача измерительных данных, так и удаленная настройка параметров устройства), подходит для сцены, требующей удаленной отладки и мониторинга.

При выборе необходимо уточнить протокол связи, поддерживаемый существующей системой, выбрать соответствующий тип уровнемера, чтобы избежать сбоя передачи данных из - за несовместимости протокола.

Заключение: выбор без коротких путей, « соответствие по требованию» является ключевым

Выберите ультразвуковой уровнемер, нет "лучше", только "z подходит". Будь то масштаб, точность, адаптация среды, или защита окружающей среды, способ установки, системная совместимость, основная логика « исходит из реальных потребностей» - сначала уточнить свою собственную сцену измерения, характеристики среды, условия окружающей среды и системные потребности, а затем проверить один за другим по пяти основным пунктам, чтобы избежать ошибки выбора, выбрать точный, стабильный и долговечный ультразвуковой уровнемер, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу производственного процесса.