Az ultrahangos szintérzékelőket széles körben használják vízkutakban, tartályokban, folyókban és ipari hajókban az érintésmentes, -karbantartás-mentes folyadékszint mérésre. Mindazonáltal az egyik korlátozás, amelyet minden mérnöknek és végfelhasználónak meg kell értenie a telepítés előtt, a vak zóna - egy olyan terület az érzékelő felületéhez közel, ahol a mérés egyszerűen nem lehetséges.
Mi az a vakzóna?
A vak zóna (más néven kioltási távolság vagy közeli-mezőholt zóna) a minimális távolság egyultrahangos érzékelőamelyen belül az érzékelő nem tud megbízhatóan észlelni egy célfelületet.
Amikor egy ultrahangos érzékelő impulzust bocsát ki, a jelátalakító egy rövid ideig, - jellemzően több száz mikroszekundumig intenzíven rezeg. Ez idő alatt a jelátalakító nem működhet egyidejűleg vevőként. Bármilyen visszhangot, amely visszatér az érzékelőhöz, miközben az még "csengetés", elfedik a továbbított impulzus által, és észrevétlen marad.
Egyszerűen fogalmazva: ha a folyadék felszíne a vak zónába emelkedik, az érzékelő elveszíti mérési képességét -, hibát jelezhet, lefagyhat az utolsó leolvasáskor, vagy hamis maximum szintet jelenthet.
Hogyan befolyásolja a vak zóna a folyadékszint mérését
1. Mérésvesztés magas töltési szinteknél
Ez a leggyakoribb gyakorlati következmény. Amikor a folyadék szintje a tartályban vagy kútban az érzékelő felé emelkedik, eljön egy pont, ahol a folyadék felülete belép a vak zónába. Ebben a pillanatban az érzékelő már nem tudja érzékelni a visszhangot, és a mérés érvénytelenné válik. A tárolótartályban ez azt jelenti, hogy a rendszer akkor veszíti el a láthatóságot, amikor a tartály majdnem megtelik - kritikus pillanat a túlfolyás megelőzésére.
2. Hamis leolvasások vagy hibakimenetek
Ha egy felület a vak zónán belül van, a különböző érzékelők eltérően viselkednek. Egyesek az utolsó érvényes leolvasást, mások a maximális vagy minimális alapértelmezett értéket, mások pedig hardverhibát jeleznek. A vak zóna megértése nélkül a kezelők összetéveszthetik ezeket a kimeneteket valós szintű adatokkal, és helytelen döntéseket hozhatnak.
3. Csökkentett használható mérési tartomány
Az ultrahangos érzékelő teljes érzékelési tartományát általában az érzékelő felületétől a maximális érzékelési távolságig határozzák meg. Az effektív vagy használható tartomány azonban csak a vakzóna végén kezdődik. Egy 5 m-es hatótávolságú és 0,3 m-es vakzónával rendelkező érzékelő mindössze 4,7 m-es tényleges mérést biztosít. Sekély edényekben vagy korlátozott mélységű kutakban ez a csökkenés jelentős lehet.
4. Hatás gyorsan-változó szintviszonyok között
Azokban az alkalmazásokban, ahol a folyadékszint gyorsan megemelkedik -, mint például heves esőzések során a vízelvezető rendszerben vagy a technológiai tartály gyors feltöltésekor -, a felület áthaladhat a vakzónán, mielőtt a figyelmeztetés megjelenne. A magas szintű -szintű riasztásokra támaszkodó rendszereknek ezt figyelembe kell venniük azáltal, hogy a riasztási küszöbértékeket jóval a vak zóna határa alatt állítják be.
Hogyan lehet elkerülni vagy minimalizálni a vakzóna problémákat
1. Válasszon rövidebb vakzónával rendelkező érzékelőt
A legközvetlenebb megoldás egy kis vak zónával tervezett érzékelő kiválasztása. Nagyon sekély edények vagy olyan alkalmazások esetén, ahol a folyadék rendszeresen megközelíti az érzékelőt, fontolja meg a 0,1 m-nél kisebb vakzónával rendelkező érzékelőket, vagy keressen olyan alternatívákat, amelyeknél nincs vak terület.
2. Szerelje fel az érzékelőt a megfelelő magasságba
A telepítés során az érzékelőt úgy kell elhelyezni, hogy a folyadék várható maximális szintje legyen.
3. Turbulens körülmények között használjon nyugtató kutat vagy vezetőcsövet
Nyílt csatornákban, folyókban vagy levegőztetett tartályokban a felszíni turbulencia szórt visszhangokat kelthet, és felerősítheti a tényleges vakzónát. Ha az érzékelőt egy nyugtató kútra - egy függőleges csőre, amely csillapítja a felszíni hullámokat -, javítja a visszhang minőségét, és közelebb hozza a használható mérési tartományt az érzékelő felületéhez.
4. Vegye figyelembe az érzékelő tájolását és a sugárzási szöget
Az érzékelő által kibocsátott ultrahangsugár nem egy tökéletesen keskeny sugár -, hanem kúpban terjed. Keskeny tartályokban vagy kutakban a sugár a belső falról, nem pedig a folyadék felületéről verődhet vissza, különösen a fenék közelében. Annak biztosítása, hogy a sugárnyaláb szöge megfeleljen az érátmérőnek, és hogy az érzékelő függőlegesen és központilag legyen felszerelve, csökkenti a hamis visszaverődéseket és kiterjeszti a hatékony mérési tartományt.
A vak zóna az ultrahangos érzékelő technológia velejárója, nem hiba. Ennek megértése lehetővé teszi a mérnökök és kezelők számára, hogy olyan mérési rendszereket tervezzenek, amelyek megbízhatóan működnek a teljes tervezett tartományban.
Ha nem biztos abban, hogy egy adott érzékelő megfelel-e a beépítési mélységnek vagy az edény geometriájának, lépjen kapcsolatba műszaki csapatunkkal. Az adott körülményeknek megfelelő érzékelőmodellt és szerelési konfigurációt tudunk ajánlani.