Pełny przewodnik metod pomiaru poziomu: ciśnienie statyczne, ultradźwięki, radar i optyczne

Pomiar poziomu jest kluczowym parametrem w przemyśle od oczyszczania wody po petrochemiczne. Różne procesy, media i środowiska wymagają różnych technologii czujników.Porównujemycztery szeroko stosowane metody pomiaru poziomuW celu zapewnienia Państwu odpowiedniej wiedzy na temat ich zasad działania, zalet, ograniczeń i idealnych scenariuszy zastosowania.

Pomiar poziomu ciśnienia statycznego (hydrostatycznego)

ZasadaNa podstawie ciśnienia hydrostatycznego wywieranego przez kolumnę cieczy:

Ciśnienie na określonej głębokości = Gęstość płynu × Przyśpieszenie grawitacyjne × Wysokość płynu.

Przewodnik ciśnienia znajdujący się na dnie zbiornika mierzy ciśnienie, które następnie przekształca się w poziom.

Zalety

• Prosty, opłacalny i sprawdzony
• Prace w różnych kształtach zbiornika
• Wysoka dokładność dla czystych płynów

Ograniczenia

• Wymaga wiedzy o gęstości płynu (zmiany gęstości wpływają na dokładność)
• Nieodpowiednie dla materiałów stałych lub suszonych z zmienną gęstością
• Czujnik musi być w kontakcie ze środkiem procesowym

Typowe zastosowania

• Zbiorniki wody, zbiorniki chemiczne, studnie ściekowe

Pomiar poziomu ultradźwięków

ZasadaWykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości:

• Przełącznik emituje impuls ultradźwiękowy w kierunku powierzchni płynu.
• Czas powrotu echa jest mierzony i przekształcany w odległość/poziom.

Zalety

• Pomiar bezkontaktowy
• Brak ruchomych części → niska konserwacja
• Działa z większością płynów i niektórych ciał stałych

Ograniczenia

• Dokładność wpływająca na pianę, pary, kurz, turbulencje i temperaturę
• Wymaga przejrzystej ścieżki między przetwornikiem a powierzchnią

Typowe zastosowania

• Zbiorniki do oczyszczania wody, silosy zbóż, zbiorniki przemysłu spożywczego

Pomiar poziomu radarowego (mikrofale)

ZasadaWykorzystuje fale elektromagnetyczne (mikrofale):

• Antena radarowa emituje impulsy w kierunku powierzchni produktu.
• Odblaskowe sygnały są mierzone w celu obliczenia poziomu.

Dwa główne typy:Pulsa takżeFMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)Radar.

Zalety

• Pozbawione kontaktu, niepodlegające działaniu temperatury, ciśnienia, par lub pyłu
• Bardzo wysoka dokładność
• Praca w trudnych warunkach (para, pianka, wysokie ciśnienie)

Ograniczenia

• Wyższe koszty początkowe
• Wymaga prawidłowego wyboru i montażu anteny

Typowe zastosowania

• Zbiorniki magazynowe ropy naftowej i gazu, reaktory chemiczne, kotły wysokiego ciśnienia

Pomiar poziomu optycznego (laserowego lub fotonicznego)

ZasadaDwa główne podejścia:

• Pomiar odległości laserowej: wysyła wiązkę laserową na powierzchnię i mierzy czas odbicia.
• Czujniki punktów optycznych: wykrywanie obecności lub braku płynu za pomocą refrakcji światła.

Zalety

• Niezwykle szybka reakcja
• Wysoka precyzja dla niektórych zastosowań
• Dostępne opcje bez kontaktu

Ograniczenia

• Systemy laserowe mogą być drogie
• Czujniki punktów optycznych mierzą tylko w jednym punkcie poziomu
• Wydajność wpływająca na przejrzystość, kolor lub odblaskowość powierzchni

Typowe zastosowania

• Wysokiej precyzji pomiar zbiornika, linie pakowania, płyn półprzewodnikowy

Porównanie po stronie

Logika wyboru

1. Płynów o stabilnej gęstości, przyjaznych dla budżetu→ Ciśnienie statyczne
2. Bezkontaktowe do czystej zbiorniki→ Ultradźwięki
3. Wymaganie środowiska przemysłowego, najwyższa dokładność→ Radar
4. Szybkie, dokładne wykrywanie lub precyzyjne pomiar odległości→ Optyczne

Ostatnia lekcjaW pomiarze poziomu nie ma "jednego rozmiaru dla wszystkich".warunki procesu,wymagania dotyczące dokładności,ograniczenia dotyczące instalacji, orazbudżetZrozumienie funkcjonowania każdej z technologii, jej mocnych stron i wad, jest pierwszym krokiem do zapewnienia niezawodnej, długoterminowej wydajności.