لول ترانسمیتر آلتراسونیک

لول ترانسمیتر آلتراسونیک (Ultrasonic Level Transmitter)

یکی از روش های اندازه گیری سطح مخازن استفاده از ترانسمیتر های سطح آلتراسونیک (Ultrasonic Level Transmitter) میباشد. لول ترانسمیتر التراسونیک یک روش اندازه گیری غیر تماسی (Non-Contact) و پیوسته (Continuous) میباشد. این روش اندازه گیری برای مایعات و جامدات پودری و همچنین برای سرویس هایی که تماس با سیال فرآیندی امکان پذیر نمیباشد (سیالات خورنده و دما بالا) استفاده میشود.

در این مطلب به معرفی لول ترانسمیتر آلتراسونیک، مکانیزم اندازه گیری و مزایا و کاربرد های این روش اندازه گیری میپردازیم.

قیمت و خرید لول ترانسمیتر آلتراسونیک

ترانسمیتر سطح آلتراسونیک

ترانسمیتر سطح آلتراسونیک با اندازه گیری اختلاف زمان بین تابش امواج التراسونیک و بازتاب آنها مقدار سطح سیال داخل مخزن را محاسبه میکند. مکانیزم عملکرد لول ترانسمیتر سطح التراسونیک به این صورت میباشد که امواجی که به سطح سیال تابیده میشوند به دلیل اختلاف چگالی بین سیال داخل مخزن و هوای بالای آن بازتاب پیدا میکنند.

امواج التراسونیک به امواجی گفته میشود که فرکانس آنها بالاتر از محدوده شنوایی انسان میباشد و انسان توانایی شنیدن آن را نخواهد داشت.  انسان توانایی شنیدن حداکثر تا فرکانس 20KHz را دارد. فرکانس های بالاتر از 20KHz را امواج آلتراسونیک میگوییم.

عملکرد لول ترانسمیتر آلتراسونیک

اپراتور ابتدا اطلاعات مربوط به ابعاد و ارتفاع کلی مخزن را به ترانسمیتر سطح میدهد. ترانسمیتر سطح نیز محاسبه میکند که اختلاف زمان بین تابش و بازتاب امواج التراسونیک برای یک مخزن خالی از سیال چقدر است. حال زمانی که سیال فرآیندی داخل مخزن باشد، ترانسمیتر سطح با محاسبه اختلاف زمان بین تابش و بازتاب امواج (که طبیعتآ زمان کمتری از حالتی است که مخزن خالی از سیال است) ارتفاع سیال داخل مخزن را محاسبه میکند.

این روش، یکی از ساده‌ترین و کم‌ هزینه‌ترین روش‌های اندازه گیری سطح است. همانطور که بالاتر نیز اشاره کردیم این نوع اندازه گیری یک روش غیر تماسی میباشد و برای اندازه‌گیری پیوسته سطح به کار می‌رود. شکل زیر شماتیک عملکرد یک ترانسمیتر سطح آلتراسونیک را نمایش میدهد.

یکی از کاربردهای مهم لول ترانسمیتر آلتراسونیک، کانال های ورودی تصفیه‌ خانه‌ها و اندازه‌گیری دبی آب در پارشال فلوم است. همچنین می‌توان از این روش برای اندازه‌گیری ارتفاع مایعات، خمیرها و توده‌های انباشته نیز استفاده کرد. طول قابل اندازه گیری در برخی انواع ترانسمیتر سطح التراسونیک، تا حدود ۷۵ متر میباشد.

مزایای ترانسمیتر سطح التراسونیک

ترانسمیتر سطح از نوع التراسونیک قطعه مکانیکی متحرک ندارد و می تواند سطح را بدون داشتن تماس فیزیکی با شی ء اندازه گیری کند. این ویژگی ترانسمیتر برای اندازه گیری سطوح در مخازن با مواد شیمیایی خورنده، در حال جوش و سیالات سمی و خطرناک، بسیار مفید میباشد.

همچنین دقت قرائت سطح سیال، حتی بعد از تغییرات در ترکیب شیمیایی یا ثابت دی الکتریک مواد در سیالات فرآیند بدون تغییر باقی می ماند.

معایب استفاده از لول ترانسمیتر التراسونیک

لازم به ذکر است که ترانسمیتر سطح التراسونیک در عمل دارای برخی مشکلات میباشد که برای اندازه گیری سطح مایعات باید در نظر گرفته شوند. در ادامه به برخی از این موارد اشاره خواهیم کرد:

  • در صورت تغییرات دمای هوا و تغییر کردن چگالی آن، سرعت امواج صوتی بازتاب شده از سطح سیال نیز دچار تغییراتی خواهد که این موضوع باعث ایجاد خطای اندازه گیری در ترانسمیتر خواهد شد. به همین جهت در صورت وجود تغییرات دمای هوا، برای جبران سازی تاثیرات آن باید از سنسور دمای داخلی در ترانسمیتر سطح استفاده کرد.
  • ممکن است تعدادی اکوهای تداخلی توسط لبه ها، اتصالات و زاویه ها و موارد دیگر ایجاد شود. جبران سازی اثرات تداخل اکو ها باید توسط نرم افزار ترانسمیتر در نظر گرفته شوند.
  • کالیبراسیون ترانسمیتر ضروری است. دقت اندازه گیری به دقت کالیبراسیون بستگی دارد. محدوده خالی A و فاصله اندازه گیری D برای ورود به کالیبراسیون ترانسمیتر باید به درستی مشخص شود.
  • خصوصیات گذرای سنسور یک فاصله Blocking را ایجاد می کند همان طور که در شکل بالا نشان داده شده است. فاصله D هرگز نباید به فاصله Blocking برسد.
  • این روش اندازه گیری برای مخازن حاوی دود، غبار، کف یا فوم و سیالات با رطوبت بالا نامناسب نمیباشد.

ویژگی های لول ترانسمیتر سطح التراسونیک

در ادامه به برخی از ویژگی های بارز ترانسمیتر سطح التراسونیک اشاره میکنیم:

    • این ترانسمیتر قابلیت نصب در مخازن فرآیند، مخازن و مخزان و کانال های روباز را دارد.
    • جبران کامل در تقریبا تمام محیط ها : بخارات ، گازها ، تغییرات دما ، باد و … . ارائه بالاترین دقت حتی تحت شرایط بسیار سخت
    • دقت 0.25 % از محدوده اندازه گیری
    • قابلیت اندازه گیری ارتفاع تا محدوده 70 متر
    • میزان تفکیک پذیری : mm 1 (0.04 اینچ)

ساختمان داخلی ترانسمیتر سطح آلتراسونیک

سنسور التراسونیک قلب دستگاه ترانسمیتر سطح از نوع التراسونیک است. این سنسور انرژی الکتریکی را به امواج اولتراسوند تبدیل می کند. کریستال های پیزوالکتریک برای فرآیند تبدیل مورد استفاده قرار می گیرند. کریستال های پیزوالکتریک زمانی که انرژی الکتریکی به آن ها  اعمال می شود ، در فرکانس های بالا به نوسان در می آیند. برعکس آن هم درست است.

این کریستال های پیزوالکتریک هنگام دریافت اولتراسوند ، سیگنال های الکتریکی تولید می کنند. این سنسورها قادر به ارسال اولتراسوند به یک شی و دریافت اکو توسط شی می باشند. این اکو توسط مدار کنترل به منظور پیش برد فرآیند به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

ترانسیمتر-2

مهمترین فاکتور ها در خرید ترانسمیتر سطح التراسونیک

پارامترها و موارد بسیاری در طراحی و خرید لول ترانسمیتر التراسونیک حائز اهمیت میباشند که در ادامه به برخی از آنها اشاره میکنیم:

1- ارتفاع مخزن و سیال داخل آن، همچنین حداقل فاصله قابل اندازه گیری (Blocking Distance) از اولین مواردی هستند که باید در نظر گرفته شوند تا در طول بازه قابل اندازه گیری ترانسمیتر باشند.

2- دما و چگالی مخزن فرآیندی باید در نظر گرفته شود. همچنین در صورت تغییرات دمایی استفاده از سنسور جبران سازی دما در ترانسمیتر سطح باید مد نظر قرار گیرد.

3- متریال سنسور التراسونیک که در بالای مخزن قرار میگیرد باید با بخارات داخل مخزن، دمای سیال و فشار سیال مطابقت داشته باشد و نسبت به آنها مقاوم باشد.

مطالب مرتبط

مولتی متر

مولتی متر

مولتی متر (Multimeter) مولتی متر (Multimeter) یک دستگاه اندازه گیری است که قابلیت اندازه گیری …

جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021 ( 30 خط ویژه ) یا شماره موبایل 09374371848 تماس بگیرید
تماس فوری(مشاوره و خرید)