Ultrasonik seviye ölçer: ilke, seçim

1, Ölçüm prensibi: Mesafe ölçümü için zaman farkı yönteminin temel mantığı
       Ultrasonik seviye göstergesinin çalışma prensibi "eko mesafe ölçüm yöntemi" olarak özetlenebilir. Cihaz bir mikroişlemci tarafından kontrol edilir ve bir dönüştürücü (prob) aracılığıyla ölçülen sıvı yüzeyine yüksek frekanslı ultrasonik darbeler yayar. Ses dalgaları sıvı yüzeyinden yansıdıktan sonra, ekolar aynı dönüştürücü tarafından alınır ve elektrik sinyallerine dönüştürülür. Sistem, ses dalgalarının yayılma ve alınma süreleri arasındaki zaman farkına dayanarak ve ses dalgalarının ortamdaki yayılma hızıyla birleştirerek sensörden sıvı yüzeyine olan mesafeyi hesaplar. Matematiksel ifade şöyledir: S=C × T/2; burada S mesafe, C ses hızı ve T yayılma süresidir.
       Ultrasonik dönüştürücü tarafından yayılan darbelerin belirli bir genişliğe sahip olduğunu belirtmek gerekir; bu durum yayılan dalgalar ile yansıyan dalgaların proba daha yakın olan alanda üst üste binmesine ve ayırt edilememesine neden olur, buna "ölçüm ölü bölgesi" (kör nokta) denir. Ölü bölge, seçim yapılırken dikkatle değerlendirilmesi gereken kesin bir göstergedir - montaj yüksekliği ölü bölgeden daha büyük olmalıdır, aksi takdirde normal şekilde ölçüm yapmak mümkün olmayacaktır. Ayrıca ses hızı, sıcaklık ve ortam yoğunluğu gibi faktörlerden etkilenir. Modern akıllı cihazlar, ölçüm doğruluğunu sağlamak amacıyla hız kompanzasyonu için genellikle dahili sıcaklık sensörlerine sahiptir.

2, Seçim için temel noktalar: Çalışma koşullarına dayalı kapsamlı değerlendirme
       Ultrasonik seviye göstergelerinin bilimsel seçimi aşağıdaki temel boyutlar etrafında şekillenmelidir:
Ölçüm aralığı ve ölü bölgeler: Standart ürünlerin aralığı 0,1 m ila 30 m arasını kapsar ve seçim yapılırken %10 - %20'lik bir yedek aralık bırakılmalıdır. Aynı zamanda en yüksek sıvı seviyesinin cihazın ölü bölge yüksekliğinden daha yüksek olmamasını sağlamak gerekir; bu, ölçüm için temel ön koşuldur.
Ortamın özellikleri: Test edilen sıvının aşındırıcı, uçucu olup olmadığının ve çok miktarda köpük veya askıda katı madde içerip içermediğinin belirlenmesi gerekir. Ultrasonik seviye göstergeleri temassız ölçüm yapar ve aşındırıcı ortamlar özel bir işlem gerektirmez, ancak korozyona dayanıklı malzemelerden yapılmış probların seçilmesi gerekir; bununla birlikte, yoğun miktardaki köpük ultrasonik dalgaları emip dağıtarak kararsız ekoya ve hatta ölçüm yapılamamasına neden olur.
Çevre koşulları: Standart modellerin çalışma sıcaklığı aralığı -20 ℃ ila 60 ℃ arasındadır ve zorlu çalışma koşullarında -40 ℃ ila 85 ℃'ye ulaşabilir; basıncın genellikle 0,3 MPa'nın altında olması gerekir. Yüksek sıcaklık, yüksek basınç, yoğun toz ve güçlü elektromanyetik girişim gibi ortamlar için amaca yönelik seçim yapılmalıdır.
Montaj alanı: Prob, tank duvarları, mikserler ve boru hatları gibi engellerden kaçınarak sıvı seviyesine dikey olarak hizalanmalı ve tank duvarına olan mesafe genellikle 0,3 metreden fazla olmalıdır.

3, Uygulanabilir ve Uygulanamaz Senaryolar
Uygulanabilir senaryolar: Ultrasonik seviye göstergeleri oda sıcaklığında, atmosferik basınçta, durgun sıvı seviyesinde ve güçlü parazitin olmadığı durumlarda kullanım için en uygundur. Tipik uygulamalar arasında atık su arıtma tankları, su arıtma tesisleri, su koruma ve hidrolojik izleme, asit-baz depolama tankları, yiyecek ve içecek tankları vb. yer alır. Yüksek derecede aşındırıcı ve yüksek viskoziteli ortamlar için temassız özellikleri doğal avantajlar sunar.
Uygulanamaz senaryolar: Kısıtlamalar da oldukça nettir. İlk olarak, vakum ortamında kullanılamaz; çünkü ultrason, yayılması için bir ortama ihtiyaç duyan mekanik bir dalgadır. İkinci olarak, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç uygun değildir. Genel olarak sıcaklık toleransının üst sınırı 80 ℃'dir ve basınç 0,4 MPa'yı aştığında dikkatli olunmalıdır. Üçüncüsü, aşırı uçucu ortamlar (dumanlı sülfürik asit ve nitrik asit gibi) ile yoğun köpük ve toz durumunda ses dalgası ciddi şekilde zayıflar veya emilir; ölçüm hatası büyük olur, hatta ölçüm geçersiz hale gelebilir. Dördüncüsü, içten yüzer tavanlı tanklar gibi büyük depolama tankları geniş bir menzile sahiptir ve ultrasonik seviye göstergeleri genellikle 3-15 metre aralığa sahip olduğundan bu durumla başa çıkmak zordur. Beşincisi, ses hızındaki dalgalanmalar nedeniyle sık sıcaklık değişimleri de doğruluğu etkileyebilir.