Ультразвукові датчики рівня широко використовуються в колодязях, резервуарах, річках і промислових ємностях для без{0}}контактного вимірювання-рівня рідини, що не потребує обслуговування. Однак одне обмеження, яке кожен інженер і кінцевий користувач повинен розуміти перед розгортанням, це сліпа зона - область поблизу поверхні датчика, де вимірювання просто неможливе.
Що таке сліпа зона?
Сліпа зона (також називається відстанню гасіння або мертвою зоною ближнього-поля) – це мінімальна відстань під лицьовою стороноюультразвуковий датчикв межах якого датчик не може надійно виявити цільову поверхню.
Коли ультразвуковий датчик видає імпульс, перетворювач інтенсивно вібрує протягом короткого періоду -, як правило, кілька сотень мікросекунд. Протягом цього часу перетворювач не може одночасно працювати як приймач. Будь-яка луна, яка повертається до датчика, коли він ще «дзвінить», буде замаскована переданим імпульсом і залишиться непоміченою.
Простіше кажучи: якщо поверхня рідини піднімається в сліпу зону, датчик втрачає здатність вимірювати - він може видати помилку, зависнути на останньому показанні або повідомити про помилковий максимальний рівень.
Як сліпа зона впливає на вимірювання рівня рідини
1. Втрата вимірювання при високих рівнях заповнення
Це найпоширеніший практичний наслідок. Коли рівень рідини в резервуарі або колодязі піднімається до датчика, настає момент, коли поверхня рідини потрапляє в сліпу зону. У цей момент датчик більше не може виявляти відлуння, і вимірювання стає недійсним. У резервуарі для зберігання це означає, що система втрачає видимість саме тоді, коли резервуар майже заповнений - критичний момент для запобігання переповненню.
2. Помилкові показання або виведення помилок
Коли поверхня знаходиться в сліпій зоні, різні датчики поводяться по-різному. Деякі виводять останнє дійсне значення, інші виводять максимальне або мінімальне значення за замовчуванням, а треті позначають апаратну помилку. Не розуміючи сліпої зони, оператори можуть помилково прийняти ці виходи за дані реального рівня та прийняти неправильні рішення.
3. Зменшений діапазон вимірювань
Загальний діапазон сприйняття ультразвукового датчика зазвичай вказується від поверхні датчика до максимальної відстані виявлення. Однак ефективний або корисний діапазон починається лише в кінці сліпої зони. Датчик із радіусом дії 5 м і сліпою зоною 0,3 м забезпечує лише 4,7 м фактичного вимірювання. У неглибоких судинах або колодязях з обмеженою глибиною це зменшення може бути значним.
4. Вплив у швидко-змінних умовах рівня
У програмах, де рівень рідини швидко підвищується -, наприклад під час сильного дощу в дренажній системі або швидкого наповнення технологічного резервуару -, поверхня може пройти через сліпу зону до того, як може спрацювати попередження. Системи, які покладаються на сповіщення високого{3}}рівня, повинні враховувати це, встановлюючи порогові значення сповіщень значно нижче межі сліпої зони.
Як уникнути або мінімізувати проблеми сліпої зони
1. Виберіть датчик із коротшою сліпою зоною
Найбільш прямим рішенням є вибір датчика з невеликою сліпою зоною. Для дуже неглибоких посудин або застосувань, де рідина регулярно наближається до датчика, розгляньте датчики зі сліпою зоною менше 0,1 м або досліджуйте альтернативи, які не мають сліпих зон.
2. Встановіть датчик на правильній висоті
Під час встановлення датчик слід розташувати так, щоб очікуваний максимальний рівень рідини.
3. Використовуйте затишний колодязь або напрямну трубу в турбулентних умовах
У відкритих каналах, річках або аерованих резервуарах поверхнева турбулентність може викликати розсіяне відлуння та посилити ефективну сліпу зону. Встановлення датчика над заспокоювальною свердловиною - вертикальною трубкою, яка гасить поверхневі хвилі - покращує якість відлуння та наближає діапазон вимірювань до поверхні датчика.
4. Враховуйте орієнтацію датчика та кут променя
Ультразвуковий промінь, який випромінює датчик, не є ідеально вузьким променем - він поширюється конусом. У вузьких резервуарах або колодязях промінь може відбиватися від внутрішньої стінки, а не від поверхні рідини, особливо біля дна. Забезпечення того, щоб кут променя відповідав діаметру посудини, а датчик встановлено вертикально та по центру, зменшує помилкові відбиття та розширює ефективний діапазон вимірювання.
Сліпа зона є невід'ємною фізичною характеристикою ультразвукової сенсорної технології, а не дефектом. Розуміння цього дозволяє інженерам і операторам проектувати вимірювальні системи, які надійно працюють у всьому призначеному діапазоні.
Якщо ви не впевнені, чи підходить конкретний датчик для вашої глибини установки або геометрії посудини, зверніться до нашої технічної групи. Ми можемо порекомендувати правильну модель датчика та конфігурацію монтажу для ваших конкретних умов.