Tổng quan về cảm biến đo mức chất lỏng siêu âm
Là một dụng cụ đo mức không tiếp xúc, cảm biến mức chất lỏng siêu âm có các tính năng đo độ chính xác cao, cài đặt dễ dàng và về cơ bản không cần bảo trì. Cảm biến mức siêu âm cũng có thể đo mức chất lỏng trong bể hoặc thùng chứa, cũng thích hợp cho các trường hợp nước thải và ăn mòn. Máy phát mức chất lỏng siêu âm cũng có thể đo lưu lượng của đồng hồ đo lưu lượng kênh mở kết hợp với ống khói và đập. Do đó, cảm biến mức chất lỏng siêu âm được sử dụng trong thép, hóa dầu, cảm biến mức siêu âm cho bể chứa nước thải, xử lý nước và Thủy lợi và nhiều ngành công nghiệp hoặc lĩnh vực khác ngày càng được sử dụng rộng rãi, nó có thể được sử dụng làm cảm biến mức nhiên liệu siêu âm, siêu âm cảm biến đo mức nước, cảm biến đo mức siêu âm cho bồn chứa dầu diesel, cảm biến đo mức siêu âm cho silo, cảm biến đo mức siêu âm cho chất rắn, bộ điều khiển mức cảm biến chất lỏng siêu âm.,v.v.
Nguyên tắc đo của cảm biến mức chất lỏng siêu âm
Nói chung, sóng âm thanh có tần số rung động vượt quá 20kHz được gọi là sóng siêu âm, thuộc về một loại sóng cơ học. Độ suy giảm của sóng siêu âm trong chất lỏng rất nhỏ nên khả năng xuyên thấu mạnh. Máy đo mức siêu âm sử dụng tính năng này để đo mức chất lỏng.
Khi cảm biến mức chất lỏng siêu âm hoạt động, đầu dò siêu âm (đầu dò) phát ra sóng âm thanh xung tần số cao, được phản xạ trở lại khi chạm vào bề mặt nước cần đo và tiếng vang phản xạ được đầu dò nhận và chuyển đổi thành Tín hiệu điện tử. Thời gian lan truyền của sóng âm thanh tỷ lệ thuận với khoảng cách từ đầu dò đến bề mặt của môi trường được đo. Mối quan hệ giữa quãng đường truyền sóng âm L, tốc độ âm C và thời gian truyền sóng T có thể biểu thị bằng công thức (1):
L=C×T/2 (1)
Khi cảm biến mức chất lỏng siêu âm phát ra các xung siêu âm, nó không thể phát hiện ra tiếng vang phản xạ cùng một lúc. Do xung siêu âm được truyền đi có độ rộng thời gian nhất định và đầu dò có rung động còn lại sau khi sóng siêu âm được truyền đi, nên không thể phát hiện ra tiếng vang phản xạ trong khoảng thời gian đó, khiến sóng phản xạ và sóng truyền đi trong một khu vực nhỏ dưới bề mặt đầu dò chồng lên nhau và không thể xác định được. , không thể được phát hiện bình thường, khu vực này được gọi là khu vực mù đo lường. Kích thước của vùng mù có liên quan đến phạm vi của máy đo mức siêu âm.
Thông số kỹ thuật của cảm biến mức chất lỏng siêu âm
- Phạm vi mức có thể được đo bằng máy phát mức siêu âm: 0-4mts, 6m, 8m,0-12 mts,66 ft,0-30 mét, 40ft.
- Vỏ bọc: NEMA 4X (IP67);
- Tùy chọn với cảm biến mức siêu âm vật liệu Teflon để đo chất lỏng ăn mòn;
- Đầu ra và Truyền thông: Giao thức 4-20mA,RS-485 MODBUS, Profibus-DP,HART;
- Tùy chọn với đầu ra công tắc và rơle, có thể với 2,4 và tối đa 6 SPDT, bộ điều khiển mức cảm biến siêu âm;
- Nguồn điện: DC 24V hoặc AC 220V;
- Cảm biến mức chất lỏng điện tử với màn hình kỹ thuật số hoặc cảm biến mức giá thấp và không hiển thị, màn hình có 4 chữ số để biểu thị phạm vi mức;
- Tùy chọn với Exia IIC T6, chống cháy nổ an toàn nội tại
- Thay thế giá rẻ cho cảm biến mức siêu âm ifm, máy phát mức siêu âm Siemens, cảm biến mức siêu âm bị bệnh, cảm biến mức siêu âm flowline, máy phát mức siêu âm greyline
Yêu cầu lắp đặt và biện pháp phòng ngừa của cảm biến mức chất lỏng siêu âm
- (1) Lắp đặt mặt bích hoặc ren thường được sử dụng khi lắp đặt cảm biến mức siêu âm và không nên sử dụng cẩu, vì cẩu dễ bị ảnh hưởng bởi gió và lắc:
- (2) Vị trí mà mức chất lỏng dao động mạnh, chẳng hạn như đầu vào và đầu ra, nên tránh càng xa càng tốt ngay bên dưới đầu dò, như trong Hình 2:
- (3) Do sự tồn tại của góc chùm âm thanh, nên lắp đặt đầu dò mức siêu âm cách tường hoặc thành bể bơi một khoảng nhất định, như trong Hình 3:
- (4) Không được có chướng ngại vật trong phạm vi phát xạ của chùm siêu âm và các thiết bị trong bể bơi hoặc thùng chứa, chẳng hạn như thang cuốn, đường ống, máy trộn, v.v., nên tránh càng xa càng tốt trong quá trình lắp đặt:
- (5) Vị trí lắp đặt phải càng xa thiết bị dễ bị nhiễu điện từ mạnh càng tốt.
- (6) Không lắp đặt nhiều máy đo mức chất lỏng siêu âm trong cùng một thùng chứa để tránh nhiễu lẫn nhau và gây ra lỗi đo lường.
- (7) Đối với các thùng chứa có đỉnh hình vòm, nên lắp đặt cảm biến mức chất lỏng siêu âm cách xa tâm của đỉnh bể để tránh hình thành nhiều tiếng vang phản xạ, như trong Hình 4;
- (8) Đối với công-te-nơ hình nón có đỉnh phẳng, nên lắp đặt thước đo mức ở giữa đỉnh càng nhiều càng tốt, như minh họa trong Hình 5:
- (9) Khi có một vòi phun trên vật chứa và không thể rút ngắn vòi phun để bề mặt phát ra của đầu dò không thể nhô ra khỏi thành trong của vật chứa hoặc khoảng cách từ bề mặt phát ra của đầu dò đến mức chất lỏng cao nhất nhỏ hơn khoảng cách khu vực mù, do đó không thể thực hiện phát hiện chính xác, nên lắp đặt ống mở rộng. Vuông góc với mực chất lỏng, thành trong phải nhẵn:
- (10) Nên tránh lắp đặt ở những nơi có mức chất lỏng dễ tích tụ bọt, vật nổi hoặc dao động mạnh, vì nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tiếng vang và tạo ra tiếng vang sai, do đó ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Nếu cần, có thể lắp đặt một đường ống tĩnh và chiều dài của nó có thể bằng với mức chất lỏng tối thiểu. Cần đảm bảo rằng chất lỏng bên trong và bên ngoài đường ống có thể lên xuống tự do và đồng bộ, và thành trong phải nhẵn.
- (11) Cố gắng không sử dụng ở những nơi có hơi nước. Nếu có hơi nước sẽ dễ hình thành các giọt nước và bám vào bề mặt của đầu dò mức, ảnh hưởng đến quá trình đo bình thường.
- (12) Vị trí lắp đặt tránh rung động mạnh. Nếu lắp ở nơi rung nhẹ có thể lắp gioăng cao su để giảm rung.
- (13) Khi lắp đặt ngoài trời nên lắp đặt tấm che nắng (mưa).
- (14) Đường dây tín hiệu phải được che chắn và nối đất tại một điểm duy nhất.
- (15) Nó nên được sử dụng ở nhiệt độ môi trường danh nghĩa của máy phát mức chất lỏng siêu âm.
Bù nhiệt độ và hiệu chỉnh vận tốc âm thanh
Mối quan hệ giữa vận tốc âm thanh trong không khí và nhiệt độ không khí là V=(331,5+0,6t)m/s. Từ công thức bù nhiệt độ của tốc độ âm thanh này, có thể thấy rằng tốc độ âm thanh bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ. Ảnh hưởng của vận tốc âm thanh là 0,6m/s. Ở 20°C và 1 áp suất khí quyển tiêu chuẩn, tốc độ âm thanh vào khoảng 344m/s. Có thể thấy rằng ảnh hưởng đến sai số đo lường là khoảng 0,17%. Khi sai số nhiệt độ vượt quá 3°C, phép đo mức chất lỏng siêu âm có sai số lớn hơn 0,5%. Do đó, nhiệt độ môi trường nên được đo để điều chỉnh tốc độ âm thanh. Trong các ứng dụng thực tế, nên chọn máy đo mức siêu âm có chức năng bù nhiệt độ để khắc phục tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trường đối với phép đo mức chất lỏng.
Chẩn đoán lỗi thông thường
Khi xảy ra lỗi trong quá trình sử dụng cảm biến mức chất lỏng siêu âm, có thể tiến hành chẩn đoán lỗi theo các phương pháp sau để xử lý nhanh chóng và chính xác.
- (1) Kiểm tra xem kết nối dây có đúng không.
- (2) Nếu mức chất lỏng dao động mạnh, hãy xem xét tăng thời gian giảm chấn một cách thích hợp.
- (3) Bề mặt của đầu dò có bị bắn tung tóe hay ngưng tụ hay không, do đó cản trở việc truyền và nhận sóng âm thanh.
- (4) Kiểm tra xem mức chất lỏng có tích tụ và nổi bọt hay không, điều này sẽ ảnh hưởng xấu đến tiếng vang.
- (5) Mức chất lỏng siêu âm có đi vào vùng mù hay không.
- (6) Điện áp nguồn có nằm trong phạm vi danh định hay không:.
- (7) Có bất kỳ nguồn gây nhiễu nào xung quanh máy đo mức không?
- (8) Việc lắp đặt có hợp lý hay không, vui lòng tham khảo các điều khoản liên quan của bài viết này để kiểm tra và xử lý.
