Senzorii de nivel cu ultrasunete sunt utilizați pe scară largă în puțuri de apă, rezervoare, râuri și nave industriale pentru măsurarea nivelului lichidului fără-contact, fără întreținere-. Cu toate acestea, o limitare pe care fiecare inginer și utilizator final ar trebui să o înțeleagă înainte de implementare este zona oarbă - o regiune din apropierea feței senzorului în care măsurarea pur și simplu nu este posibilă.
Ce este zona oarbă?
Zona oarbă (numită și distanța de golire sau zona moartă de -câmp apropiat) este distanța minimă de sub fața unuisenzor ultrasonicîn care senzorul nu poate detecta în mod fiabil o suprafață țintă.
Când un senzor cu ultrasunete declanșează un impuls, traductorul vibrează intens pentru o perioadă scurtă - de obicei câteva sute de microsecunde. În acest timp, traductorul nu poate acționa simultan ca receptor. Orice ecou care revine la senzor în timp ce încă „sune” va fi mascat de pulsul transmis și va rămâne nedetectat.
În termeni simpli: dacă suprafața lichidului se ridică în zona oarbă, senzorul își pierde capacitatea de a măsura - poate afișa o eroare, poate îngheța la ultima sa citire sau poate raporta un nivel maxim fals.
Cum afectează zona oarbă măsurarea nivelului de lichid
1. Pierderea măsurătorii la niveluri ridicate de umplere
Aceasta este cea mai comună consecință practică. Pe măsură ce nivelul lichidului dintr-un rezervor sau din puț crește spre senzor, vine un punct în care suprafața lichidului intră în zona oarbă. În acel moment, senzorul nu mai poate detecta ecoul, iar măsurarea devine invalidă. Într-un rezervor de stocare, aceasta înseamnă că sistemul își pierde vizibilitatea exact atunci când rezervorul este aproape plin - un moment critic pentru prevenirea debordării.
2. Citiri false sau iesiri de eroare
Când o suprafață se află în zona oarbă, diferiți senzori se comportă diferit. Unele scot ultima citire validă, altele produc o valoare implicită maximă sau minimă, iar altele semnalează o eroare hardware. Fără a înțelege zona oarbă, operatorii pot confunda aceste ieșiri cu date la nivel real și pot lua decizii incorecte.
3. Interval de măsurare utilizabil redus
Gama totală de detectare a unui senzor cu ultrasunete este de obicei specificată de la fața senzorului până la distanța sa maximă de detectare. Cu toate acestea, intervalul efectiv sau utilizabil începe doar la sfârșitul zonei oarbe. Un senzor cu o rază de acțiune de 5 m și o zonă oarbă de 0,3 m oferă doar 4,7 m de măsurare reală. În vase de mică adâncime sau fântâni cu adâncime limitată, această reducere poate fi semnificativă.
4. Impact în condiții de-nivel care se schimbă rapid
În aplicațiile în care nivelul lichidului crește rapid -, cum ar fi în timpul ploilor abundente într-un sistem de drenaj sau umplerea rapidă a unui rezervor de proces -, suprafața poate trece prin zona oarbă înainte ca un avertisment să poată fi declanșat. Sistemele care se bazează pe alerte de-nivel înalt trebuie să țină cont de acest lucru prin setarea pragurilor de alertă mult sub limita zonei oarbe.
Cum să evitați sau să minimizați problemele din zona oarbă
1. Alegeți un senzor cu o zonă oarbă mai scurtă
Soluția cea mai directă este să selectați un senzor proiectat cu o zonă oarbă mică. Pentru vase foarte puțin adânci sau aplicații în care lichidul se apropie în mod regulat de senzor, luați în considerare senzorii cu o zonă oarbă mai mică de 0,1 m sau explorați alternative care nu au zone oarbe.
2. Montați senzorul la înălțimea corectă
În timpul instalării, senzorul trebuie poziționat astfel încât nivelul maxim așteptat al lichidului.
3. Folosiți un puț de calmare sau un tub de ghidare în condiții turbulente
În canale deschise, râuri sau rezervoare aerate, turbulențele de suprafață pot produce ecouri împrăștiate și amplifica zona oarbă efectivă. Instalarea senzorului peste un puț de calmare - un tub vertical care atenuează undele de suprafață - îmbunătățește calitatea ecoului și apropie domeniul de măsurare utilizabil de fața senzorului.
4. Luați în considerare orientarea senzorului și unghiul fasciculului
Fasciculul ultrasonic emis de senzor nu este o rază perfect îngustă -, ci se extinde într-un con. În rezervoarele sau puțurile înguste, fasciculul se poate reflecta mai degrabă pe peretele interior decât pe suprafața lichidului, în special în apropierea fundului. Asigurarea faptului că unghiul fasciculului este adecvat pentru diametrul vasului și că senzorul este montat vertical și central, reduce reflexiile false și extinde domeniul efectiv de măsurare.
Zona oarbă este o caracteristică fizică inerentă a tehnologiei de detectare cu ultrasunete, nu un defect. Înțelegerea acestuia le permite inginerilor și operatorilor să proiecteze sisteme de măsurare care funcționează fiabil în întreaga gamă destinată.
Dacă nu sunteți sigur dacă un anumit senzor este potrivit pentru adâncimea de instalare sau geometria vasului dvs., contactați echipa noastră tehnică. Vă putem recomanda modelul de senzor și configurația de montare potrivite pentru condițiile dumneavoastră specifice.