Ultrazvukové snímače hladiny sa široko používajú vo vodných studniach, nádržiach, riekach a priemyselných plavidlách na bezkontaktné, bezúdržbové{1}}meranie hladiny kvapalín. Jedno obmedzenie, ktoré by mal každý technik a koncový používateľ pochopiť pred nasadením, je slepá zóna - oblasť blízko čela senzora, kde meranie jednoducho nie je možné.
Čo je to slepá zóna?
Slepá zóna (tiež nazývaná clona alebo blízko{0}}mŕtva zóna poľa) je minimálna vzdialenosť pod povrchomultrazvukový senzorv ktorých snímač nedokáže spoľahlivo detekovať cieľový povrch.
Keď ultrazvukový senzor vyšle impulz, prevodník krátkodobo intenzívne vibruje -, zvyčajne niekoľko stoviek mikrosekúnd. Počas tejto doby nemôže prevodník súčasne pôsobiť ako prijímač. Akákoľvek ozvena, ktorá sa vráti k senzoru, kým ešte „zvoní“, bude maskovaná vyslaným impulzom a zostane nezistená.
Zjednodušene povedané: ak hladina kvapaliny stúpne do slepej zóny, senzor stratí schopnosť merať -, môže generovať chybu, zamrznúť pri poslednom meraní alebo hlásiť falošnú maximálnu hladinu.
Ako slepá zóna ovplyvňuje meranie hladiny kvapalín
1. Strata merania pri vysokých úrovniach plnenia
Toto je najbežnejší praktický dôsledok. Keď hladina kvapaliny v nádrži alebo studni stúpa smerom k senzoru, prichádza bod, kde hladina kvapaliny vstupuje do slepej zóny. V tom momente už snímač nedokáže detekovať ozvenu a meranie sa stáva neplatným. V zásobnej nádrži to znamená, že systém stráca viditeľnosť práve vtedy, keď je nádrž takmer plná -, čo je kritický moment na zabránenie pretečeniu.
2. Nesprávne hodnoty alebo chybové výstupy
Keď je povrch v slepej zóne, rôzne senzory sa správajú odlišne. Niektoré vypisujú posledné platné načítanie, iné vydávajú maximálnu alebo minimálnu predvolenú hodnotu a iné hlásia hardvérovú chybu. Bez pochopenia slepej zóny môžu operátori pomýliť tieto výstupy s údajmi na skutočnej úrovni a urobiť nesprávne rozhodnutia.
3. Znížený použiteľný rozsah merania
Celkový rozsah snímania ultrazvukového snímača je zvyčajne špecifikovaný od čela snímača po jeho maximálnu detekčnú vzdialenosť. Efektívny alebo použiteľný rozsah však začína až na konci slepej zóny. Senzor s dosahom 5 m a slepou zónou 0,3 m poskytuje iba 4,7 m skutočného merania. V plytkých nádobách alebo studniach s obmedzenou hĺbkou môže byť toto zníženie významné.
4. Vplyv v rýchlo-meniacich sa podmienkach úrovne
V aplikáciách, kde hladina kvapaliny rýchlo stúpa -, ako napríklad pri silných dažďoch v drenážnom systéme alebo pri rýchlom plnení procesnej nádrže -, môže povrch prejsť cez slepú zónu skôr, než sa spustí varovanie. Systémy, ktoré sa spoliehajú na výstrahy vysokej{3}}úrovne, s tým musia počítať nastavením prahových hodnôt výstrah hlboko pod hranicou slepej zóny.
Ako sa vyhnúť problémom so slepou zónou alebo ich minimalizovať
1. Vyberte snímač s kratšou slepou zónou
Najpriamejším riešením je vybrať snímač navrhnutý s malou slepou zónou. Pre veľmi plytké nádoby alebo aplikácie, kde sa kvapalina pravidelne približuje k senzoru, zvážte senzory so slepou zónou menšou ako 0,1 m, alebo preskúmajte alternatívy, ktoré nemajú žiadne slepé oblasti.
2. Namontujte snímač v správnej výške
Počas inštalácie by mal byť snímač umiestnený tak, aby bola dosiahnutá očakávaná maximálna hladina kvapaliny.
3. V turbulentných podmienkach použite utišovaciu jamku alebo vodiacu trubicu
V otvorených kanáloch, riekach alebo prevzdušnených nádržiach môže povrchová turbulencia vytvárať rozptýlené ozveny a zosilňovať efektívnu slepú zónu. Inštalácia snímača nad tlmiacou studňou - vertikálna trubica, ktorá tlmí povrchové vlny - zlepšuje kvalitu ozveny a približuje použiteľný rozsah merania bližšie k povrchu snímača.
4. Zvážte orientáciu snímača a uhol lúča
Ultrazvukový lúč vyžarovaný snímačom nie je dokonale úzky lúč -, ktorý sa šíri do kužeľa. V úzkych nádržiach alebo studniach sa lúč môže odrážať skôr od vnútornej steny než od povrchu kvapaliny, najmä v blízkosti dna. Zabezpečenie, že uhol lúča je vhodný pre priemer cievy a že snímač je namontovaný vertikálne a centrálne, znižuje rušivé odrazy a rozširuje efektívny rozsah merania.
Slepá zóna je prirodzenou fyzikálnou charakteristikou technológie ultrazvukového snímania, nie defektom. Jeho pochopenie umožňuje inžinierom a operátorom navrhovať meracie systémy, ktoré spoľahlivo fungujú v celom zamýšľanom rozsahu.
Ak si nie ste istí, či je konkrétny snímač vhodný pre hĺbku inštalácie alebo geometriu nádoby, kontaktujte náš technický tím. Môžeme odporučiť správny model snímača a konfiguráciu montáže pre vaše špecifické podmienky.