مستشعر مستوى الموجات فوق الصوتية مقابل مستشعر مستوى الرادار

أدوات المستوى

مستشعر مستوى الموجات فوق الصوتية مقابل مستشعر مستوى الرادار

• غالبًا ما يتم استخدام جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية والرادار في الفضاء الحر في الحالات التي تتطلب مستوى قياس مستمرًا لأنها توفر مزايا أكثر من أي تقنية أخرى.
• تستخدم مستشعرات المستوى بالموجات فوق الصوتية بلورات بيزو لإنتاج نبضة ميكانيكية تنطلق من غشاء المستشعر. بسبب التغير في كثافة الهواء والوسط ، يمكن أن تنعكس الموجة الصوتية من سطح وسيط العملية. يستقبل غشاء المستشعر النبضة المنعكسة خلال وقت مشابه للمسافة بين غشاء المستشعر والسطح المتوسط. نظرًا لأنه يتم برمجة مسافة المعايرة الفارغة عند تشغيل المستشعر ، يمكن للأداة إعطاء المستوى عن طريق طرح المسافة من مسافة المعايرة الفارغة.
• ثم يرسل مستشعر المستوى فوق الصوتي نبضة إلى سطح السائل أو الصلب لتحديد مستوى الخزان. كما أنه يقيس وقت الرحلة للإشارة التي تنعكس. يحتاج النبض فوق الصوتي إلى الهواء كوسيلة للإرسال. تعمل حسب سرعة الصوت في الهواء. لذلك ، لا يمكن استخدامه لقياس المستوى على الفراغ. إذا كانت هناك غازات مثل النيتروجين (N2) وثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان في المستشعر أو السطح ، فسوف ينتج عن ذلك صوت سرعة مختلف مما يؤدي إلى أخطاء قياس كبيرة.
• يعمل الرادار في نفس مبدأ رحلة الزمن مثل مستوى الموجات فوق الصوتية. الفرق بينهما هو أنه يستخدم الموجات الدقيقة عالية التردد التي يتم إنتاجها من هوائي. على عكس الموجات الصوتية التي تنعكس وفقًا لتغير في الكثافة ، تعمل الموجات الدقيقة وفقًا لتغيير في ثابت العزل لوسط العملية. لا تحتاج أفران الميكروويف إلى الهواء كجهاز إرسال لأنها كهرومغناطيسية. ولهذا السبب ، فإن مرسل مستوى الرادار مناسب للاستخدام في الفراغ أو في وجود غازات أخرى منفصلة عن الهواء. تُستخدم أداة قياس مستوى الرادار لإرسال ميكروويف إلى سائل أو صلب وقياس وقت الرحلة للإشارة المنعكسة لتحديد المستوى.

تطبيقات الارسال بالموجات فوق الصوتية

• مستشعرات مقياس المستوى بالموجات فوق الصوتية قابلة للتطبيق في العديد من أنواع التطبيقات بما في ذلك أحواض مياه الأمطار ، والآبار الرطبة ، والمواد الكيميائية لمياه الصرف الصحي. فهي مرنة تحتاج إلى القليل من الصيانة.
• تجنب المستخدمون الآخرون مستشعرات قياس المستوى بالموجات فوق الصوتية لأنهم قدموا في الماضي قياسات خاطئة نتيجة للتكثيف. ومع ذلك ، هناك أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية تأتي مع التنظيف الذاتي التلقائي الذي يزيل أخطاء التكثيف. يعمل من خلال مراقبة غشاء سعة المستشعر. تم الكشف عن التكثيف عن طريق ترطيب السعة. تقوم الوحدة بعد ذلك بزيادة بلورات تردد بيزو وبالتالي ينتج عنها تأثير التنظيف الذاتي الذي يحرر غشاء المستشعر من تأثير التخميد الملطف. وبالتالي ، تتيح هذه الميزة للمستخدمين استخدام تقنية الموجات فوق الصوتية دون القلق بشأن التكثيف.
• يتم استخدام مستشعر المستوى أيضًا في قياس مستوى التدفق والسد الذي يحوله إلى معدل التدفق باستخدام منحنى QH. تأتي العديد من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية مع منحنى QH مبرمج مسبقًا لمجاري وسدود مختلفة. تسمح الأدوات الأخرى بالدخول اليدوي للجدول المستخدم في مجاري أو سدود غير قياسية. هذا يلغي التكاليف الإضافية المرتبطة بتقنية الرادار.
• تستخدم أدوات المستوى بالموجات فوق الصوتية أيضًا لقياس أحواض مياه الأمطار وبالتالي حماية محطات الصرف الصحي من التحميل الزائد. يمكنه القيام بذلك عن طريق قياس جميع المتغيرات مع مجرد مستشعر مستوى في الحوض متصل بمستوى يتم إرساله متصلًا على بعد حوالي 1000 قدم من المستشعر.
• عدادات المستوى بالموجات فوق الصوتية صغيرة وبالتالي يمكن تركيبها في أماكن ضيقة مثل السقف. يمكن أن يضمن أيضًا مؤشرًا للقياس العالي في الأنبوب للحماية من الفيضانات حتى لو كان تحت الماء. إذا تم استخدامه في الداخل مع درجات حرارة منخفضة ، يجب استخدامه مع السخانات لمنع تكوين الجليد لإجراء قياسات موثوقة.
• يتم استخدام مستشعرين للقياس مع أحدهما مثبت في المنبع والمصب لقياس فرق المستوى عند تنظيف شاشات القضبان الميكانيكية. ستكون المستويات الناتجة متساوية تقريبًا عندما تكون الشاشة نظيفة. ومع ذلك ، يرتفع المنبع عندما يحبس الحاجز الشريطي الحطام والصلب.

تطبيقات قياس مستوى الرادار

خاتمة

The main measurement difference is how each sensor works through the space above the liquid. Ultrasonic sensors use sound, so changes in gas composition or temperature can change sound speed and affect the calculated level. Radar uses microwaves and does not rely on sound speed. This can be an advantage when the gas conditions vary, but it does not remove the need to check the materials exposed to the tank atmosphere.

For acid service, the choice comes down to the actual gas conditions and the chemical compatibility of the selected instrument. Ultrasonic can be considered when the gas path is stable and its exposed materials are suitable. Radar is worth evaluating when changing gas conditions affect sound-based measurement. In either case, confirm the materials and process limits of the exact model before selection.

What Makes an Open Sump Difficult?

An open sump often presents a geometry and range problem. Measure the distance from the planned sensor face to both the lowest and highest liquid levels. The highest liquid level must remain outside the model’s blind zone, while the lowest level must remain within its measuring range.

The beam also needs a clear path. A ladder, wall, pipe, inlet stream or pump structure inside the beam can create a competing echo. Waves and splashing can make the surface return fluctuate. Compare the installation drawing with the pit layout and avoid mounting directly over an inlet or a structure that can reflect the signal.

If the required output is flow rate from an open channel, level alone is insufficient. The channel geometry or a weir/flume and a configured level-to-flow relationship are also needed.

For a calm, atmospheric water sump, such as a rainwater basin or wet well, the HL ultrasonic range may be a practical option when its measuring range, blanking distance and beam clearance fit. Across a mechanical screen, two ultrasonic sensors can measure the level difference: when the screen is clean, the levels on both sides are similar; when the screen becomes blocked, the upstream level rises. For wet-well service, also check the sensor face for condensation and dirt, which can change the echo over time.

For a vessel with significant vapor or pressure, compare the exact radar model’s process limits and installation requirements instead of assuming that an open structure makes the application simple.

Which Specifications Matter When Choosing Radar or Ultrasonic?

Do not choose a level sensor by comparing maximum range or accuracy figures alone. Check the same operating level range, installation distance and process conditions for both technologies. The table below summarizes the main differences to review before selecting a model.

For either technology, check the minimum and maximum liquid levels against the model's stated range and blanking distance. Also review the specified accuracy, process temperature and pressure limits, connection type and exposed materials. Published maximum range is not a guarantee that the sensor will measure reliably in every installation.

The most useful comparison is therefore not one radar model against one ultrasonic model in isolation. It is the performance of each suitable model under the same tank conditions, with the required measuring span and installation geometry clearly defined.

A Real Open-Tank Application

An open tank holding a sodium chloride solution needed level measurement at atmospheric pressure, with a maximum operating temperature of 55 °C. We supplied an ultrasonic level meter sized for a measuring range of up to 4 m to a system-integration customer.

The choice leaned toward ultrasonic for three reasons. The tank was open and atmospheric, the liquid surface provided a clear reflection for the ultrasonic pulse, and the 4 m measuring span fitted the HL 0–4 m version. Its 0.20 m blanking distance left most of the required range usable, while the 55 °C operating temperature was within the meter’s stated operating range.

What Information Should You Send for Model Selection?

Tell us about your tank or pit, and we will recommend a model. A short description is enough to get started. The more detail you include, the faster we can respond.

The following information is most useful:

• What you are measuring, and the minimum and maximum levels.
• Whether the tank is open or pressurized, and its operating temperature.
• For foam: the foam condition, and whether you need the liquid surface or the top of the foam.
• For an acid: the acid name, concentration, and normal and cleaning temperatures.
• Any drawing or photo of the tank, including pipes, ladders or other obstructions.

Not sure about some of these details? Send what you have. Our engineers can ask follow-up questions to fill in the gaps.

Contact our engineers with these details, and we will reply within 24 hours with a recommended model code and quotation.

FAQ