Непрерывное измерение уровня имеет важное значение для контроля запасов, надежности технологического процесса и безопасности эксплуатации в промышленных резервуарах и силосах, где хранится и обрабатывается широкий спектр жидкостей и сыпучих материалов.
Принцип измерения методом времени пролёта обеспечивает надежное решение для непрерывного контроля уровня. Он действует по принципу излучения ультразвуковых или радиолокационных импульсов, которые отражаются от поверхности среды и принимаются обратно датчиком. Период времени между отправкой и получением используется для расчета расстояния до поверхности. Если известна геометрия резервуара, то можно определить уровень с высокой степенью точности.
Ультразвуковые волны генерируются механически с помощью пьезоэлектрических элементов и отражаются за счет разницы плотности воздуха и среды. В свою очередь, радиолокационные волны представляют собой электромагнитное излучение, и их отражение основано на изменении относительной диэлектрической проницаемости среды. В зависимости от области применения радарные сигналы можно свободно передавать в резервуар или направлять вдоль зонда.
Посмотрите этот видеоролик, чтобы ознакомиться с применением принципа измерения методом времени пролёта.
Краткий обзор преимуществ Micropilot и Levelflex
- Непрерывное измерение уровня жидких и сыпучих продуктов
- Надежная работа независимо от наличия пены или турбулентности
- Возможность бесконтактного измерения минимизирует износ и необходимость в техническом обслуживании
- Подходит для эксплуатации в сложных условиях с высоким давлением, температурой или паром
- Широкие возможности для монтажа с использованием волноводного радарного датчика или волнового радара в свободном пространстве
Ежедневно самые разнообразные среды заливаются и сливаются из резервуаров (например, питьевая вода, фруктовые соки, масла и топливо, кислоты, рассолы, а также твердые вещества, такие как гравий, пластиковые гранулы или порошки). Поскольку эти среды могут иметь совершенно разные свойства, для их обнаружения существуют различные принципы измерения. Например, непрерывное измерение уровня жидкостей или сыпучих материалов методом времени пролёта.
Примерно в 1910 году Александру Бему удалось определить расположение объектов с помощью отраженных звуковых волн. Так называемое эхолокационное зондирование представляет собой принцип ультразвукового измерения. Еще в 1886 году, работая над получением экспериментальных данных об электромагнитных волнах, Генрих Рудольф Герц обнаружил, что радиоволны отражаются от металлических предметов, что послужило основой для осуществления измерений по микроволновому или радарному принципу. Рассмотрим подробнее, как работает этот метод измерения.
Приборы для измерения методом времени пролёта позволяют непрерывно определять уровень в резервуарах и бункерах. На поверхность среды излучаются ультразвуковые или радарные импульсы, отражаются от нее и снова принимаются датчиком. Расстояние между прибором и поверхностью изделия можно рассчитать, измерив время распространения волн. Ультразвуковые волны — это механические волны. При этом ультразвуковые импульсы генерируются пьезоэлектрическим способом и отражаются от поверхности среды за счет изменения плотности воздуха и среды.
Период времени, который прибор использует для замера и анализа между отправкой и получением импульса, является прямым показателем расстояния между мембраной датчика и поверхностью среды. Однако микрорадиоволны или радарные волны являются электромагнитными волнами. Радарные импульсы генерируются электромагнитным путем; они отражаются от поверхности среды за счет изменения диэлектрической проницаемости. Высокочастотные радарные импульсы можно направить по штоку в среду или излучать их непосредственно в резервуаре.
Измерение методом времени пролёта, представленное в данном разделе на примере свободно излучаемых радарных импульсов, применяется как для жидкостей, так и для твердых тел. Излучаемые импульсы отражаются от поверхности среды и регистрируются прибором. Время распространения импульса определяет расстояние между излучателем и поверхностью, используя известную скорость распространения. Для радиолокационных импульсов эта скорость равна скорости света.
Исходя из высоты резервуара, можно легко рассчитать его уровень. Приборы для измерения методом времени пролёта производства Endress+Hauser позволяют измерять уровень даже в условиях высоких давлений и температур, при различных парах, в агрессивных средах, в условиях турбулентных поверхностей жидкости или пены на ее поверхности. Для любого применения у нас найдется правильное решение. Endress+Hauser.
