Cảm biến mức siêu âm so với cảm biến mức Radar

Dụng cụ cấp

Cảm biến mức siêu âm so với cảm biến mức radar

• Máy phát mức siêu âm và radar không gian tự do thường được sử dụng trong trường hợp cần đo mức liên tục vì chúng mang lại nhiều lợi thế hơn bất kỳ công nghệ nào khác.
• Cảm biến mức siêu âm sử dụng tinh thể piezo để tạo ra xung cơ học được phóng ra từ màng cảm biến. Do sự thay đổi mật độ không khí và môi trường, sóng âm có thể phản xạ từ bề mặt của môi trường quá trình. Màng cảm biến nhận xung phản xạ trong khoảng thời gian tương tự như khoảng cách giữa màng cảm biến và bề mặt trung bình. Vì khoảng cách hiệu chuẩn trống được lập trình khi cảm biến được vận hành, thiết bị có thể đưa ra mức bằng cách trừ khoảng cách từ khoảng cách hiệu chuẩn trống.
• Sau đó, cảm biến mức siêu âm sẽ gửi một xung đến bề mặt của chất lỏng hoặc chất rắn để xác định mức bể. Nó cũng đo thời gian bay cho tín hiệu được phản xạ. Một xung siêu âm cần không khí như một phương tiện truyền tải. Nó hoạt động theo tốc độ của âm thanh trong không khí. Do đó, nó không thể được sử dụng để đo mức trên chân không. Nếu có các loại khí như nitơ (N2), carbon dioxide (CO2) và metan trong cảm biến hoặc bề mặt, nó sẽ dẫn đến âm thanh vận tốc khác nhau dẫn đến sai số đo lớn.
• Radar hoạt động theo nguyên tắc bay theo thời gian như mức siêu âm. Sự khác biệt giữa chúng là nó sử dụng vi sóng tần số cao được sản xuất từ ăng ten. Trái ngược với sóng âm phản xạ theo sự thay đổi mật độ, sóng vi ba hoạt động theo sự thay đổi hằng số điện môi của môi trường quá trình. Sóng vi ba không cần không khí như một máy phát vì chúng là điện từ. Do đó, máy phát mức radar, do đó, thích hợp để sử dụng trong chân không hoặc sự hiện diện của các loại khí khác ngoài không khí fro. Một thiết bị đo mức radar được sử dụng để gửi lò vi sóng đến chất lỏng hoặc chất rắn và đo thời gian bay cho tín hiệu phản xạ để xác định mức.

Ứng dụng máy phát siêu âm

• Cảm biến đo mức siêu âm được áp dụng trong nhiều loại ứng dụng bao gồm lưu vực nước mưa, giếng ướt và hóa chất nước thải. Họ linh hoạt cần ít bảo trì.
• Những người dùng khác tránh các cảm biến đo mức siêu âm bởi vì trong quá khứ họ đã cung cấp các phép đo sai do kết quả của sự ngưng tụ. Tuy nhiên, có những cảm biến siêu âm đi kèm với tự động làm sạch giúp loại bỏ các lỗi ngưng tụ. Nó hoạt động bằng cách theo dõi màng biên độ cảm biến. Ngưng tụ được phát hiện bằng cách làm giảm biên độ. Thiết bị sau đó tăng các tinh thể tần số piezo do đó tạo ra hiệu ứng tự làm sạch giúp giải phóng màng cảm biến khỏi hiệu ứng làm ẩm của ngưng tụ. Do đó, tính năng này cho phép người dùng sử dụng công nghệ siêu âm mà không lo lắng về sự ngưng tụ.
• Một cảm biến mức cũng được sử dụng trong phép đo mức flume và đập biến đổi nó thành tốc độ dòng chảy bằng đường cong QH. Nhiều cảm biến siêu âm đi kèm với một đường cong QH được lập trình sẵn cho các loại khói và đập khác nhau. Các công cụ khác cho phép nhập thủ công một bảng được sử dụng trong khói hoặc đập không chuẩn. Điều này giúp loại bỏ các chi phí phụ liên quan đến công nghệ radar.
• Thiết bị đo siêu âm cũng được sử dụng để đo lưu vực nước mưa do đó để bảo vệ các nhà máy xử lý nước thải khỏi quá tải. Nó có thể làm điều này bằng cách đo tất cả các biến cùng với chỉ một cảm biến mức trong lưu vực được kết nối với một mức được truyền kết nối cách cảm biến khoảng 1.000 feet.
• Máy đo mức siêu âm là nhỏ do đó có thể được gắn ở những nơi chật hẹp như trần nhà. Nó cũng có thể đảm bảo chỉ số đo cao trong ống để bảo vệ chống ngập ngay cả khi nó ở dưới nước. Nếu sử dụng trong nhà với nhiệt độ thấp, nên sử dụng máy sưởi để ngăn chặn sự hình thành băng cho các phép đo đáng tin cậy.
• Hai cảm biến đo mức được sử dụng với một cảm biến được cài đặt ngược dòng và xuôi dòng để đo mức chênh lệch cấp khi làm sạch màn hình thanh cơ. Các mức kết quả sẽ gần bằng nhau khi màn hình sạch. Tuy nhiên, thượng nguồn tăng lên khi màn hình thanh bẫy các mảnh vỡ và rắn.

Ứng dụng đo mức radar

Phần kết luận

The main measurement difference is how each sensor works through the space above the liquid. Ultrasonic sensors use sound, so changes in gas composition or temperature can change sound speed and affect the calculated level. Radar uses microwaves and does not rely on sound speed. This can be an advantage when the gas conditions vary, but it does not remove the need to check the materials exposed to the tank atmosphere.

For acid service, the choice comes down to the actual gas conditions and the chemical compatibility of the selected instrument. Ultrasonic can be considered when the gas path is stable and its exposed materials are suitable. Radar is worth evaluating when changing gas conditions affect sound-based measurement. In either case, confirm the materials and process limits of the exact model before selection.

What Makes an Open Sump Difficult?

An open sump often presents a geometry and range problem. Measure the distance from the planned sensor face to both the lowest and highest liquid levels. The highest liquid level must remain outside the model’s blind zone, while the lowest level must remain within its measuring range.

The beam also needs a clear path. A ladder, wall, pipe, inlet stream or pump structure inside the beam can create a competing echo. Waves and splashing can make the surface return fluctuate. Compare the installation drawing with the pit layout and avoid mounting directly over an inlet or a structure that can reflect the signal.

If the required output is flow rate from an open channel, level alone is insufficient. The channel geometry or a weir/flume and a configured level-to-flow relationship are also needed.

For a calm, atmospheric water sump, such as a rainwater basin or wet well, the HL ultrasonic range may be a practical option when its measuring range, blanking distance and beam clearance fit. Across a mechanical screen, two ultrasonic sensors can measure the level difference: when the screen is clean, the levels on both sides are similar; when the screen becomes blocked, the upstream level rises. For wet-well service, also check the sensor face for condensation and dirt, which can change the echo over time.

For a vessel with significant vapor or pressure, compare the exact radar model’s process limits and installation requirements instead of assuming that an open structure makes the application simple.

Which Specifications Matter When Choosing Radar or Ultrasonic?

Do not choose a level sensor by comparing maximum range or accuracy figures alone. Check the same operating level range, installation distance and process conditions for both technologies. The table below summarizes the main differences to review before selecting a model.

For either technology, check the minimum and maximum liquid levels against the model's stated range and blanking distance. Also review the specified accuracy, process temperature and pressure limits, connection type and exposed materials. Published maximum range is not a guarantee that the sensor will measure reliably in every installation.

The most useful comparison is therefore not one radar model against one ultrasonic model in isolation. It is the performance of each suitable model under the same tank conditions, with the required measuring span and installation geometry clearly defined.

A Real Open-Tank Application

An open tank holding a sodium chloride solution needed level measurement at atmospheric pressure, with a maximum operating temperature of 55 °C. We supplied an ultrasonic level meter sized for a measuring range of up to 4 m to a system-integration customer.

The choice leaned toward ultrasonic for three reasons. The tank was open and atmospheric, the liquid surface provided a clear reflection for the ultrasonic pulse, and the 4 m measuring span fitted the HL 0–4 m version. Its 0.20 m blanking distance left most of the required range usable, while the 55 °C operating temperature was within the meter’s stated operating range.

What Information Should You Send for Model Selection?

Tell us about your tank or pit, and we will recommend a model. A short description is enough to get started. The more detail you include, the faster we can respond.

The following information is most useful:

• What you are measuring, and the minimum and maximum levels.
• Whether the tank is open or pressurized, and its operating temperature.
• For foam: the foam condition, and whether you need the liquid surface or the top of the foam.
• For an acid: the acid name, concentration, and normal and cleaning temperatures.
• Any drawing or photo of the tank, including pipes, ladders or other obstructions.

Not sure about some of these details? Send what you have. Our engineers can ask follow-up questions to fill in the gaps.

Contact our engineers with these details, and we will reply within 24 hours with a recommended model code and quotation.

FAQ