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      超声波变送器与导波雷达的物位测量条件及功能对比

      来源: 作者: 发布日期:2020-10-27

       

      超声波技术

      超声波是一种非接触式液位测量方法,它使用声波来确定要测量的过程材料。

      超声波变送器通过将压电换能器产生的声波发送到被测介质来进行操作。该设备测量反射的声波返回到换能器所花费的时间长度。

      成功的测量取决于过程材料从直线向传感器的反射。

      但是,有多种影响返回信号的因素。诸如灰尘,重蒸气,油箱阻塞,表面湍流,泡沫甚至表面角度之类的因素都会影响返回信号。

      这就是为什么在使用超声波测量时必须考虑确定声音特性的条件的原因。

      超声波变送器要考虑的其他问题包括:

      真空应用

      • 声音必须通过介质(通常是空气)传播
      • 空气分子的缺乏阻止了声波的传播

      表面状况

      角度

      • 声波必须沿直线发送和接收
      • 反光表面必须平坦(即非搅动/非湍流状态)

      违规行为

      • 聚集在液体表面的泡沫和其他碎屑会吸收声波并阻止其回声传播到传感器

      温度极限

      • 超声波装置通常是塑料,高温度为140˚F(60˚C)
      • 过程温度变化可能会产生不准确的读数

      压力极限

      • 超声波设备不适用于极限压力极限
      • 大工作压力不应超过30 PSIG(2巴)

      环境条件

      • 超声波设备应安装在可预测的环境中
      • 蒸气,冷凝湿气和其他污染物会改变通过空气的声速,从而大大影响返回信号的准确性

      超声波,雷达或激光测量等空中测量原理的流行优势是,测量信号永远不会与被测产品接触。但是,如果您考虑一下,这种“事实”并不完全正确。以超声波为例:当声能离开换能器时,它以每秒1,125英尺的速度在空气中传播,直到到达目标(即液面)为止。

      与所有其他“非接触式”液位测量类似,在某个点上,测量信号必须先与液面接触,然后液面才开始返回传感器。这不仅解释了为什么传感器和液体表面之间的空气质量可能会成问题,而且还解释了为什么需要考虑液体表面的质量。它在往返过程中拾取的每个干扰都会干扰信号中的实际电平测量信息

      重要的是要理解,如果正确使用超声波变送器,它将提供一个明智的解决方案。请记住,超声波变送器与接收到的回波一样好。

      导波雷达(GWR)技术

      导波雷达液位计(GWR)是一种接触液位测量方法,它使用探针引导高频电磁波从发射器向下传播到被测介质。

      GWR基于时域反射法(TDR)原理,该原理是一种电子测量技术,已在各种工业测量应用中使用了数十年。它的非常好个应用领域是电缆损坏的位置。然而,在物位测量中,TDR仅使用了十多年。

      使用TDR,可沿探头引导低能电磁脉冲。当脉冲到达被测介质的表面时,脉冲能量会从探头向上反射到电路,然后电路根据所发送的脉冲与反射的脉冲之间的时间差来计算液位。传感器可以通过其模拟输出将分析后的液位作为连续测量读数输出,也可以将这些值转换为可自由定位的开关输出信号。

      GWR适用于各种液位测量应用,包括:

      不稳定的工艺条件

      • 粘度,密度或酸度的变化不会影响精度

      搅拌面

      • 沸腾的表面,灰尘,泡沫,蒸气不会影响设备性能
      • 循环流体,螺旋桨混合器,曝气池

      极限运行极限

      • GWR在高达600ºF(315ºC)的极端温度下表现良好
      • 能够承受高达580 PSIG(40 Bar)的压力

      细粉和粘性液体

      • 用过的食用油的真空罐
      • 油漆,乳胶,动物脂肪和大豆油
      • 锯屑,炭黑,四氯化钛,盐,颗粒

      GWR常见的误解之一是产品堆积在探头上的影响。有人会认为,如果您有大量的产品粘附在探头上,或者在整个探头的整个长度上都有一层产品涂层,则该信号会误识别真正的液体表面。

             实际上,高级GWR技术并非如此。GWR的雷达信号在探头周围有一个很大的检测区域,覆盖了覆盖几英尺的360˚区域。当此脉冲能量与探针上的大量产品接触时,将返回信号并进行分析,以查看其是否为真正的液位。

             由于液位总是比粘在探头上的较小质量的信号返回更大,因此液面很容易识别。过去十年来开发的先进算法使这种接触式液位测量成为了粘流体应用的理想解决方案。

             GWR在水平行业中的优势是无限的。与旧技术不同,GWR提供的测量读数与接触介质中的化学或物理性质无关。此外,GWR在液体和固体中的表现同样出色。

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