Principi de funcionament
El mesurador de nivell ultrasònic consta d'un transductor que emet polsos ultrasònics i un receptor que detecta els ecos reflectits per la superfície del material que es mesura. El transductor converteix l'energia elèctrica en energia ultrasònica i envia ràfegues curtes d'ones sonores d'alta freqüència (normalment en el rang de 20 kHz a 200 kHz). Aquestes ones sonores viatgen per l'aire o un altre medi per sobre de la superfície líquida o sòlida i es reflecteixen quan arriben a la superfície.
El temps que triga el pols ultrasònic a viatjar des del transductor fins a la superfície i tornar es mesura amb precisió. Basant-se en la velocitat coneguda del so en el medi, la distància entre el transductor i la superfície del material es pot calcular mitjançant la fórmula , on és la distància, és la velocitat del so i és el temps de vol. El nivell del material es determina restant aquesta distància de l'alçada coneguda del transductor per sobre del fons del recipient.
Característiques
Mesura sense contacte: Un dels avantatges significatius dels mesuradors de nivell per ultrasons és que no requereixen contacte físic amb el medi mesurat. Això els fa adequats per a una àmplia gamma d'aplicacions, incloses les que impliquen substàncies corrosives, tòxiques o viscoses, ja que no hi ha risc de contaminació o danys al sensor a causa del contacte amb el medi.
Alta precisió: Els mesuradors de nivell ultrasònics moderns poden proporcionar una precisió de mesura relativament alta, normalment d'uns pocs mil·límetres o d'un percentatge del rang de mesura. La precisió pot veure's afectada per factors com la qualitat del transductor, les característiques del medi i les condicions d'instal·lació, però amb una calibració i instal·lació adequades, es poden aconseguir mesures de nivell precises i fiables.
Ampli rang de mesura: Poden mesurar distàncies de nivell que van des d'uns pocs centímetres fins a diverses desenes de metres, depenent del model i transductor específics utilitzats. Això els fa aplicables a diverses mides de contenidors i configuracions de tancs d'emmagatzematge, des de petits recipients de laboratori fins a grans tancs d'emmagatzematge industrials.
Instal·lació fàcil: Els mesuradors de nivell per ultrasons generalment són fàcils d'instal·lar. Es poden muntar a la part superior o lateral d'un dipòsit o contenidor, i sovint només requereixen un simple suport o brida per a la seva fixació. No calen canonades complexes ni penetracions a la paret del dipòsit, cosa que redueix el temps i el cost d'instal·lació en comparació amb altres mètodes de mesura de nivell.
Manteniment baix: Com que no hi ha peces mòbils en contacte amb el medi, els mesuradors de nivell per ultrasons tenen requisits de manteniment relativament baixos. No pateixen desgast a causa de la fricció mecànica i, sempre que el transductor es mantingui net i sense danys, poden proporcionar un funcionament fiable durant un període prolongat amb unes necessitats de manteniment mínimes.
Aplicacions
Indústria química: A les plantes químiques, els mesuradors de nivell per ultrasons s'utilitzen per mesurar els nivells de diversos productes químics en tancs d'emmagatzematge, reactors i recipients de procés. Poden manipular substàncies corrosives i perilloses de manera segura, proporcionant informació precisa del nivell per al control de processos, la gestió d'inventaris i la supervisió de la seguretat. Per exemple, en la producció d'àcid sulfúric, el nivell de l'àcid al tanc d'emmagatzematge es pot controlar contínuament mitjançant un mesurador de nivell per ultrasons per garantir un subministrament adequat als processos posteriors i evitar l'ompliment excessiu.
Indústria alimentària i de begudes: En aquesta indústria, la higiene és de màxima importància. Els mesuradors de nivell per ultrasons són ideals per mesurar els nivells de líquids com ara aigua, llet, sucs i olis en tancs i equips de processament. El seu mètode de mesura sense contacte garanteix que no hi hagi contaminació dels productes alimentaris i es poden integrar fàcilment en línies de producció automatitzades per a un control precís del nivell durant els processos d'ompliment, barreja i emmagatzematge. Per exemple, en una cerveseria, el nivell de cervesa als tancs de fermentació es pot controlar amb precisió per controlar el procés de fermentació i garantir una qualitat constant del producte.
Tractament d'aigua i aigües residuals: Els mesuradors de nivell ultrasònics tenen un paper crucial a les plantes de tractament d'aigua per mesurar els nivells d'aigua en embassaments, clarificadors i dipòsits de decantació. També es poden utilitzar per controlar els nivells de fangs en dipòsits de digestió de fangs i espessidors. En el tractament d'aigües residuals, ajuden a optimitzar el funcionament dels processos de tractament proporcionant dades de nivell en temps real, permetent un control eficient de les operacions de bombament, dosificació i eliminació de fangs.
Indústria del petroli i el gas: En el sector del petroli i el gas, els mesuradors de nivell per ultrasons s'utilitzen per a la monitorització del nivell dels tancs, tant a terra com a alta mar. Poden mesurar amb precisió els nivells de petroli cru, productes refinats i altres hidrocarburs en els tancs d'emmagatzematge, garantint una gestió adequada de l'inventari i evitant vessaments. A més, s'utilitzen en aplicacions de canonades per controlar els nivells de líquid en tancs separadors i altres recipients de procés, contribuint a la seguretat i l'eficiència generals de les operacions de petroli i gas.
Indústria farmacèutica: La fabricació de productes farmacèutics requereix un control estricte dels nivells d'ingredients i dels paràmetres del procés. Els mesuradors de nivell ultrasònics s'utilitzen per mesurar els nivells de dissolvents, reactius i ingredients farmacèutics actius en diversos recipients i tancs. La seva alta precisió i el seu funcionament sense contacte ajuden a mantenir la puresa i la qualitat dels productes farmacèutics durant el procés de producció.
Indústria de generació d'energia: A les centrals elèctriques, els mesuradors de nivell per ultrasons s'utilitzen per mesurar els nivells d'aigua a les calderes, condensadors i torres de refrigeració. Proporcionen informació crítica per mantenir el funcionament correcte dels equips de generació d'energia, garantint una transferència de calor eficient i evitant danys a causa de nivells d'aigua baixos o alts. Per exemple, en una central elèctrica de carbó, la mesura precisa del nivell d'aigua al tambor de la caldera és essencial per a una generació de vapor segura i eficient.
Indústria minera: En les operacions mineres, els mesuradors de nivell ultrasònics es poden utilitzar per mesurar els nivells de fangs en espessidors, basses de residus i tancs de processament de mineral. Ajuden a optimitzar els processos de separació i deshidratació, millorant l'eficiència de la recuperació de minerals i reduint els impactes ambientals.
Data de publicació: 09 de desembre de 2024