Descripción general del sensor de nivel de fluido ultrasónico
Como instrumento de medición de nivel sin contacto, el sensor de nivel de fluido ultrasónico tiene las características de alta precisión de medición, fácil instalación y básicamente no requiere mantenimiento. El sensor de nivel ultrasónico también puede medir el nivel de líquido en tanques o contenedores, también es adecuado para aguas residuales y ocasiones corrosivas. El transmisor de nivel de fluido ultrasónico también puede medir el flujo de medidores de flujo de canal abierto en combinación con chimeneas y vertederos. Por lo tanto, el sensor de nivel de fluido ultrasónico se utiliza en acero, petroquímica, sensor de nivel ultrasónico para tanque de aguas residuales, tratamiento de agua y conservación de agua y muchas otras industrias o campos se han utilizado cada vez más, se puede utilizar como sensor de nivel de combustible ultrasónico, ultrasónico sensor de nivel de agua, sensor de nivel ultrasónico para tanque de diésel, sensor de nivel ultrasónico para silo, sensor de nivel ultrasónico para sólidos, controlador de nivel de sensor de fluido ultrasónico, etc.
Principio de medición del sensor de nivel de fluido ultrasónico
En términos generales, la onda de sonido cuya frecuencia de vibración supera los 20 kHz se denomina onda ultrasónica, que pertenece a un tipo de onda mecánica. La atenuación de las ondas ultrasónicas en el líquido es muy pequeña, por lo que la capacidad de penetración es fuerte. El indicador de nivel ultrasónico utiliza esta función para medir el nivel de líquido.
Cuando el sensor de nivel de fluido ultrasónico está funcionando, el transductor ultrasónico (sonda) emite ondas de sonido pulsadas de alta frecuencia, que se reflejan cuando se encuentra con la superficie del agua que se va a medir, y los ecos reflejados son recibidos por el transductor y convertidos en señales eléctricas El tiempo de propagación de la onda sonora es proporcional a la distancia desde el transductor hasta la superficie del medio medido. La relación entre la distancia de transmisión de la onda acústica L, la velocidad del sonido C y el tiempo de transmisión T puede expresarse mediante la fórmula (1):
L=C×T/2 (1)
Cuando el sensor de nivel de fluido ultrasónico emite pulsos ultrasónicos, no puede detectar el eco reflejado al mismo tiempo. Debido a que el pulso ultrasónico transmitido tiene un cierto ancho de tiempo, y el transductor tiene vibración residual después de que se transmite la onda ultrasónica, el eco reflejado no se puede detectar durante el período, lo que hace que la onda reflejada y la onda transmitida se encuentren en un área pequeña debajo de la superficie de la sonda. se superponen y no se pueden identificar. , no se puede detectar normalmente, esta área se denomina área ciega de medición. El tamaño de la zona ciega está relacionado con el rango del indicador de nivel ultrasónico.
Especificaciones del sensor de nivel de fluido ultrasónico
- El rango de nivel se puede medir con transmisores de nivel ultrasónicos: 0-4 m, 6 m, 8 m, 0-12 m, 66 ft, 0-30 m, 40 ft.
- Caja: NEMA 4X (IP67);
- Opción con sensor de nivel ultrasónico de material de teflón para medición de fluidos corrosivos;
- Salida y Comunicaciones: 4-20mA, RS-485 MODBUS, Profibus-DP, protocolo HART;
- Opción con salidas de interruptor y relé, puede ser con 2,4 y máximo 6 SPDT, controlador de nivel de sensor ultrasónico;
- Fuente de alimentación: CC 24 V o CA 220 V;
- Sensor electrónico de nivel de fluidos con display digital o sin display Sensor de nivel económico y de bajo precio, el display tiene 4 dígitos para indicar rango de nivel;
- Opción con Exia IIC T6, intrínsecamente seguro a prueba de explosiones
- Reemplazo de bajo precio para sensor de nivel ultrasónico ifm, transmisor de nivel ultrasónico Siemens, sensor de nivel ultrasónico enfermo, sensor de nivel ultrasónico de línea de flujo, transmisor de nivel ultrasónico greyline
Requisitos de instalación y precauciones del sensor de nivel de fluido ultrasónico
- (1) La instalación con brida o roscada generalmente se usa cuando se instala un sensor de nivel ultrasónico, y no se recomienda levantarlo, porque el viento y las sacudidas afectan fácilmente el levantamiento:
- (2) La posición donde el nivel del fluido fluctúa violentamente, como la entrada y la salida, debe evitarse en la medida de lo posible directamente debajo de la sonda, como se muestra en la Figura 2:
- (3) Debido a la existencia del ángulo del haz de sonido, la sonda de nivel ultrasónico debe instalarse a cierta distancia de la pared o pared de la piscina, como se muestra en la Figura 3:
- (4) No debe haber obstáculos dentro del rango radiado por el haz ultrasónico, y las instalaciones en la piscina o contenedor, como escaleras mecánicas, tuberías, mezcladores, etc., deben evitarse en la medida de lo posible durante la instalación:
- (5) El sitio de instalación debe estar lo más alejado posible de equipos propensos a fuertes interferencias electromagnéticas.
- (6) No instale varios medidores de nivel de fluido ultrasónicos en el mismo contenedor para evitar interferencias entre sí y causar errores de medición.
- (7) Para contenedores con una parte superior arqueada, el sensor ultrasónico de nivel de fluido debe instalarse lejos del centro de la parte superior del tanque para evitar la formación de múltiples ecos de reflexión, como se muestra en la Figura 4;
- (8) Para un contenedor cónico con una parte superior plana, el indicador de nivel debe instalarse en el centro de la parte superior tanto como sea posible, como se muestra en la Figura 5:
- (9) Cuando hay una boquilla en el contenedor y la boquilla no se puede acortar de modo que la superficie emisora de la sonda no sobresalga de la pared interna del contenedor, o la distancia desde la superficie emisora de la sonda hasta el nivel de líquido más alto es menor que el zona ciega, de modo que no se pueda realizar la detección correcta, se debe instalar un tubo de extensión. Perpendicular al nivel del líquido, la pared interior debe ser lisa:
- (10) Debe evitarse en la medida de lo posible la instalación en lugares donde el nivel del líquido sea propenso a la acumulación de espuma, objetos flotantes o fluctuaciones violentas, ya que afectará la calidad del eco y generará ecos falsos, lo que afectará la precisión de la medición. Si es necesario, se puede instalar un tubo tranquilizador, y su longitud puede ser tan larga como el nivel mínimo de líquido. Se debe asegurar que el líquido dentro y fuera de la tubería pueda subir y bajar libremente y sincrónicamente, y la pared interior debe ser lisa.
- (11) Trate de no usarlo en lugares con vapor de agua. Si hay vapor, es fácil que se formen gotas de agua y se adhieran a la superficie de la sonda de nivel, lo que afectará la medición normal.
- (12) La posición de instalación debe evitar fuertes vibraciones. Si se instala en un área de vibración ligera, se puede instalar una junta de goma para reducir la vibración.
- (13) Se debe instalar una cubierta de sombrilla (lluvia) cuando se instale al aire libre.
- (14) La línea de señal debe estar blindada y conectada a tierra en un solo punto.
- (15) Debe utilizarse a la temperatura ambiente nominal de los transmisores ultrasónicos de nivel de fluido.
Compensación de temperatura y corrección de la velocidad del sonido
La relación entre la velocidad del sonido en el aire y la temperatura del aire es V=(331.5+0.6t)m/s. A partir de la fórmula de compensación de temperatura de esta velocidad del sonido, se puede ver que la velocidad del sonido se ve muy afectada por la temperatura. La influencia de la velocidad del sonido es de 0,6 m/s. A 20 °C y 1 presión atmosférica estándar, la velocidad del sonido es de unos 344 m/s. Se puede observar que la influencia en el error de medida es de alrededor del 0,17%. Cuando el error de temperatura supera los 3 °C, el error de medición del nivel de líquido ultrasónico es superior al 0,5 %. Por lo tanto, se debe medir la temperatura ambiente para corregir la velocidad del sonido. En aplicaciones prácticas, se debe seleccionar un indicador de nivel ultrasónico con función de compensación de temperatura para superar el impacto de los cambios de temperatura ambiente en la medición del nivel de fluido.
Diagnóstico de fallas comunes
Cuando ocurre una falla durante el uso del sensor ultrasónico de nivel de líquido, el diagnóstico de falla se puede realizar de acuerdo con los siguientes métodos, para tratarla de manera rápida y correcta.
- (1) Compruebe si la conexión del cable es correcta.
- (2) Si el nivel del líquido fluctúa violentamente, considere aumentar el tiempo de amortiguación de manera adecuada.
- (3) Si la superficie de la sonda está salpicada o condensada, bloqueando así la transmisión y recepción de ondas sonoras.
- (4) Compruebe si el nivel de líquido se acumula y hace flotar espuma, lo que afectará negativamente al eco.
- (5) Si el nivel de líquido ultrasónico entra en la zona ciega.
- (6) si el voltaje de la fuente de alimentación está dentro del rango nominal:.
- (7) ¿Hay alguna fuente de interferencia alrededor del indicador de nivel?
- (8) Si la instalación es razonable, consulte las cláusulas pertinentes de este artículo para la inspección y el procesamiento.
