Nivelul este unul dintre parametrii țintă importanți ai monitorizării proceselor industriale. În măsurarea continuă a nivelului diferitelor rezervoare, silozuri, bazine etc., este dificil să existe instrumente de nivel care să poată îndeplini toate condițiile de lucru din cauza varietății largi de condiții de teren.
Printre acestea, indicatoarele de nivel radar și cu ultrasunete sunt utilizate pe scară largă în instrumentele de măsurare fără contact. Așadar, care este diferența dintre contorul de nivel radar și contorul de nivel cu ultrasunete? Care este principiul acestor două tipuri de măsurare? Care sunt avantajele contorului de nivel radar și ale contorului de nivel cu ultrasunete?
În primul rând, contor de nivel cu ultrasunete
În general, numim unda sonoră cu o frecvență mai mare de 20 kHz undă ultrasonică. Unda ultrasonică este un tip de undă mecanică, adică vibrația mecanică într-un mediu elastic în timpul unui proces de propagare, caracterizată prin frecvență ridicată, lungime de undă scurtă, fenomen de difracție mică și directivitate bună, putând deveni o rază și o propagare direcțională.
Atenuarea cu ultrasunete în lichide și solide este foarte mică, deci capacitatea de penetrare este puternică, în special în solidele opace la lumină, ultrasunetele pot penetra zeci de metri în lungime, întâlnind impurități sau interfețe va avea o reflexie semnificativă, măsurarea nivelului cu ultrasunete este utilizarea acestei caracteristici.
În tehnologia de detectare cu ultrasunete, indiferent de tipul de instrument cu ultrasunete, este necesară convertirea energiei electrice în emisie ultrasonică și apoi recepționarea acesteia înapoi în semnale electrice. Dispozitivul care îndeplinește această funcție se numește traductor cu ultrasunete, cunoscut și sub numele de sondă.
În timpul funcționării, traductorul cu ultrasunete este plasat deasupra obiectului măsurat și emite undă ultrasonică în jos. Unda ultrasonică trece prin mediul de aer, este reflectată înapoi când atinge suprafața obiectului măsurat și este recepționată de traductor și convertită într-un semnal electric. După detectarea acestui semnal, partea electronică de detectare îl transformă într-un semnal de nivel pentru afișare și ieșire.
Doi, contor de nivel radar
Modul de funcționare al contorului de nivel radar este același cu cel al contorului de nivel cu ultrasunete, iar contorul de nivel radar utilizează, de asemenea, modul de lucru transmisie-reflexie-recepție. Diferența este că măsurarea contorului de nivel radar cu ultrasunete se bazează în principal pe traductorul cu ultrasunete, în timp ce contorul de nivel radar se bazează pe capul de înaltă frecvență și pe antenă.
Contoarele de nivel cu ultrasunete utilizează unde mecanice, în timp ce contoarele de nivel radar utilizează unde electromagnetice de frecvențe ultra-înalte (de la câțiva G până la zeci de G Hertz). Undele electromagnetice se deplasează cu viteza luminii, iar timpul de deplasare poate fi convertit într-un semnal de nivel prin componente electronice.
Un alt contor de nivel radar comun este un contor de nivel radar cu undă ghidată.
Nivelmetrul radar cu undă ghidată este un nivelmetru radar bazat pe principiul reflectometriei în domeniul timpului (TDR). Impulsul electromagnetic al nivelmetrului radar se propagă de-a lungul cablului de oțel sau a sondei la viteza luminii. Când întâlnește suprafața mediului măsurat, o parte din impulsul nivelmetrului radar este reflectată pentru a forma un ecou și se întoarce la dispozitivul de lansare a impulsului pe aceeași cale. Distanța dintre emițător și suprafața mediului măsurat este proporțională cu timpul de propagare al impulsului, timp în care se calculează înălțimea nivelului lichidului.
În al treilea rând, avantajele și dezavantajele radarului și ale contorului de nivel cu ultrasunete
1. Precizia ultrasonică nu este la fel de bună ca a radarului;
2. Datorită relației dintre frecvență și dimensiunea antenei, contorul de nivel radar cu frecvență mai mare este mai mic și mai ușor de instalat;
3. Deoarece frecvența radarului este mai mare, lungimea de undă este mai scurtă și există o reflexie mai bună pe suprafețele solide înclinate;
4. Zona oarbă a măsurătorii radar este mai mică decât cea a măsurătorii cu ultrasunete;
5. Datorită frecvenței radar mai mari, unghiul fasciculului radar este mic, energia este concentrată, iar capacitatea de ecou este îmbunătățită, ceea ce contribuie la evitarea interferențelor;
6. Comparativ cu contoarele de nivel cu ultrasunete care utilizează unde mecanice, radarul nu este practic afectat de vid, vaporii de apă din aer, praf (cu excepția grafitului, feroaliajului și a altor prafuri cu dielectric ridicat), schimbări de temperatură și presiune;
Data publicării: 18 septembrie 2023