Ciągły pomiar poziomu jest niezwykle istotny dla kontroli zapasów, niezawodności procesów i bezpieczeństwa eksploatacji w zbiornikach przemysłowych i silosach, które służą do przechowywania i przetwarzania różnego rodzaju cieczy i materiałów sypkich.
Zasada pomiaru czasu przelotu jest niezawodnym rozwiązaniem umożliwiającym stałe monitorowanie poziomu. Odbywa się to poprzez emitowanie impulsów ultradźwiękowych lub radarowych, które odbijają się od powierzchni medium i są ponownie odbierane przez czujnik. Czas między wysłaniem a odebraniem sygnału służy do obliczenia odległości od powierzchni. Jeżeli znana jest geometria zbiornika, można obliczyć poziom z wysoką dokładnością.
Fale ultradźwiękowe są generowane mechanicznie poprzez elementy piezoelektryczne i odbijają się z powodu różnic gęstości między powietrzem a medium. Natomiast fale radarowe są falami elektromagnetycznymi i odbijają się w wyniku zmian względnej stałej dielektrycznej medium (wartość dc). W zależności od zastosowania, sygnały radarowe mogą być swobodnie przesyłane do zbiornika lub prowadzone wzdłuż sondy.
Obejrzyj wideo, aby dowiedzieć się, w jaki sposób wykonuje się pomiary czasu przelotu.
Zalety sond Micropilot i Levelflex w skrócie
- Ciągły pomiar poziomu cieczy i materiałów sypkich
- Niezawodna wydajność niezależnie od występowania piany lub zawirowań
- Pomiar bezkontaktowy minimalizuje zużycie i potrzebę konserwacji
- Przystosowane do wymagających warunków pracy przy wysokim ciśnieniu, temperaturze lub obecności pary
- Elastyczne opcje montażu z radarową sondą poziomu lub radarem falowodowym
Każdego dnia do zbiorników magazynowych są wprowadzane, a następnie z nich usuwane najróżniejsze media. Może to być na przykład woda pitna, soki owocowe, oleje i paliwa, kwasy, solanki, a także substancje stałe, takie jak żwir, granulowane tworzywa sztuczne lub proszki. Ponieważ media te mogą mieć całkowicie różne właściwości, do ich wykrywania stosuje się różne zasady pomiarowe. Na przykład ciągły pomiar poziomu cieczy i materiałów sypkich z wykorzystaniem metody pomiaru czasu przelotu.
Około 1910 roku Aleksandrowi Behmowi udało się wykrywać różne obiekty za pomocą odbitych fal dźwiękowych. Tak zwane echosondowanie to zasada pomiaru wykorzystująca fale dźwiękowe. Już w 1886 roku, pracując nad empirycznymi dowodami na istnienie fal elektromagnetycznych, Heinrich Rudolf Hertz odkrył zjawisko odbijania się fal radiowych od obiektów metalowych. Stworzyło to podstawy dla pomiaru opartego na zasadzie działania mikrofal lub radaru. Przyjrzyjmy się bliżej, jak działają te metody pomiarowe.
Przyrządy do pomiaru czasu przelotu w sposób ciągły wykrywają poziom w zbiornikach i silosach. Impulsy ultradźwiękowe lub radarowe są emitowane, odbijają się od powierzchni medium, a następnie są ponownie odbierane przez czujnik. Odległość między przyrządem a powierzchnią produktu można obliczyć na podstawie pomiaru czasu przelotu. Fale ultradźwiękowe to fale mechaniczne. Impulsy ultradźwiękowe są generowane piezoelektrycznie i odbijane od powierzchni medium dzięki zmianie gęstości między powietrzem a medium.
Mierzony i analizowany przez przyrząd czas pomiędzy wysłaniem a odebraniem impulsu stanowi bezpośrednią miarę odległości między membraną czujnika a powierzchnią medium. Natomiast mikrofale lub fale radarowe są falami elektromagnetycznymi. Impulsy radarowe są generowane elektromagnetycznie i odbijane od powierzchni medium w wyniku zmiany stałej dielektrycznej. Impulsy radarowe o wysokiej częstotliwości mogą być prowadzone wzdłuż pręta sondy do medium lub mogą być emitowane swobodnie w zbiorniku.
Pomiar czasu przelotu, przedstawiony tutaj na przykładzie swobodnie emitowanych impulsów radarowych, jest skuteczny zarówno w przypadku cieczy, jak i ciał stałych. Emitowane impulsy są odbijane od powierzchni medium i wykrywane przez przyrząd. Czas przelotu impulsu umożliwia określenie odległości między nadajnikiem a powierzchnią na podstawie znanej prędkości propagacji. W przypadku impulsów radarowych jest to prędkość światła.
Po uwzględnieniu wysokości zbiornika można łatwo obliczyć poziom. Przyrządy do pomiaru czasu przelotu Endress+Hauser mierzą poziom nawet w zastosowaniach z wysokim ciśnieniem i temperaturą, w obecności różnych par lub w agresywnych mediach, z burzliwą powierzchnią cieczy lub z pianą na powierzchni cieczy. Posiadamy odpowiednie rozwiązanie do każdego zastosowania. Endress+Hauser.
