Nivå er en av de viktigste målparametrene for industriell prosessovervåking. Ved kontinuerlig nivåmåling av ulike tanker, siloer, bassenger osv. er det vanskelig å ha nivåinstrumenter som kan oppfylle alle arbeidsforhold på grunn av det store utvalget av feltforhold.
Blant dem er radar- og ultralydnivåmålere mye brukt i berøringsfrie måleinstrumenter. Så, hva er forskjellen mellom radarnivåmåler og ultralydnivåmåler? Hva er prinsippet bak disse to måletypene? Hva er fordelene med radarnivåmåler og ultralydnivåmåler?
Først, ultralydnivåmåler
Vi kaller vanligvis lydbølger med en frekvens på over 20 kHz for ultralydbølger. Ultralydbølger er en type mekanisk bølge, det vil si mekanisk vibrasjon i et elastisk medium under forplantningsprosessen. De kjennetegnes av høy frekvens, kort bølgelengde, lavt diffraksjonsfenomen og god retningsvirkning, og kan bli til en stråle- og retningsformet forplantning.
Ultralyddemping i væsker og faste stoffer er svært liten, så penetrasjonsevnen er sterk. Spesielt i lette, ugjennomsiktige faste stoffer kan ultralyd trenge inn i flere titalls meter, og støte på urenheter eller grenseflater vil ha betydelig refleksjon. Ultralydnivåmåling er bruken av denne funksjonen.
I ultralyddeteksjonsteknologi, uansett hvilken type ultralydinstrument det brukes, er det nødvendig å konvertere elektrisk energi til ultralydutslipp, og deretter motta det tilbake til elektriske signaler. Enheten som fullfører denne funksjonen kalles en ultralydtransduser, også kjent som probe.
Under drift plasseres ultralydtransduseren over måleobjektet og sender ut en ultralydbølge nedover. Ultralydbølgen passerer gjennom luftmediet, reflekteres tilbake når den møter overflaten av måleobjektet, og mottas av transduseren og konverteres til et elektrisk signal. Etter å ha detektert dette signalet, omdanner den elektroniske deteksjonsdelen det til et nivåsignal for visning og utgang.
To, radarnivåmåler
Radarnivåmåleren har samme driftsmodus som ultralydnivåmåleren, og radarnivåmåleren bruker også sendende, reflekterende og mottakende arbeidsmodus. Forskjellen er at målingen av radar-ultralydnivåmåleren hovedsakelig er avhengig av ultralydtransduseren, mens radarnivåmåleren er avhengig av høyfrekvenshodet og antennen.
Ultralydnivåmålere bruker mekaniske bølger, mens radarnivåmålere bruker elektromagnetiske bølger med ultrahøye frekvenser (fra flere G til titalls G Hertz). Elektromagnetiske bølger beveger seg med lysets hastighet, og reisetiden kan konverteres til et nivåsignal av elektroniske komponenter.
En annen vanlig radarnivåmåler er en guidet bølgeradarnivåmåler.
En styrt bølgeradarnivåmåler er en radarnivåmåler basert på prinsippet om tidsdomenereflektometri (TDR). Den elektromagnetiske pulsen fra radarnivåmåleren forplanter seg langs stålkabelen eller sonden med lysets hastighet. Når den møter overflaten av det målte mediet, reflekteres en del av pulsen fra radarnivåmåleren for å danne et ekko og returnerer til pulsutskytningsenheten langs samme bane. Avstanden mellom senderen og det målte mediets overflate er proporsjonal med forplantningstiden til pulsen som væskenivåhøyden beregnes i løpet av.
For det tredje, fordeler og ulemper med radar og ultralydnivåmåler
1. Ultralydnøyaktigheten er ikke like god som radar;
2. På grunn av forholdet mellom frekvens og antennestørrelse er radarnivåmåleren med høyere frekvens mindre og enklere å installere;
3. Fordi radarfrekvensen er høyere, er bølgelengden kortere, og det er bedre refleksjon på skråstilte faste overflater;
4. Radarmålingsblindområdet er mindre enn ultralyd;
5. På grunn av den høyere radarfrekvensen er radarens strålevinkel liten, energien er konsentrert og ekkokapasiteten forbedres, samtidig som det bidrar til å unngå interferens;
6. Sammenlignet med ultralydnivåmålere som bruker mekaniske bølger, påvirkes radar i utgangspunktet ikke av vakuum, vanndamp i luften, støv (unntatt grafitt, ferrolegeringer og annet støv med høy dielektrisk innhold), temperatur- og trykkendringer;
Publisert: 18. september 2023