10 распространенных ошибок,
возникающих при использовании ультразвуковых уровнемеров

Из всех измерительных технологий, ультразвуковая технология является наиболее универсальной, тем не менее, наиболее сложной. Ультразвук позволяет делать фантастически чувствительные решения, применимых для широкого ряда задач измерений уровня. Поэтому, предотвращая некоторые простейшие ошибки, можно добиться хороших результатов измерения с минимумом затруднительных ситуаций.
Ультразвуковой уровнемер или ультразвуковой датчик положения излучает короткую серию ультразвуковых волн в направлении измеряемой поверхности и определяет время появления отраженной ультразвуковой волны в приемнике уровнемера. Затем, это время преобразовывается в расстояние до поверхности измеряемого вещества или уровень. Излученный ультразвук распространяется в воображаемом конусе, вершина которого находится в точке расположения излучателя, а основание конуса лежит на измеряемой поверхности.

10. Плохое качество источника питания уровнемера

Приемник ультразвукового датчика уровня должен принимать и усиливать, в большинстве случаев, сигнал очень низкого уровня, качественный источник питания при этом является необходимым требованием, чтобы не потерять сигнал истинного отражения из-за большого уровня шума и отфильтровать отражение неверного положения измеряемой поверхности. Следует избегать некачественных источников питания.

9. Неправильное расположение сигнального кабеля уровнемера

Исходя из тех же соображений о качественном источнике питания, указанном в пункте 10, прокладка сигнального кабеля должна быть проведена на достаточном расстоянии от источников электромагнитных помех, таких как, мощные электродвигатели, генераторы и т.п., которые в состоянии навести существенные электромагнитные помехи в сигнальную цепь уровнемера.

8. Использование не экранированного кабеля

Как было указано в пунктах 9 и 10, электромагнитная помеха, представляющая собой дополнительный шум, представляет собой большую проблему для цепей с высоким коэффициентом усиления, таких как ультразвуковой уровнемер. Использование экранированного кабеля с правильно выполненным заземлением, является лучшим способом обеспечения точного измерения.

7. Использование ультразвукового уровнемера c несоответствующим
диапазоном измерения

Требуемый диапазон измерения для определенной задачи не единственный параметр, которому следует уделить внимание. Такие факторы как высокая температура, измеряемая поверхность с плохими показателями отражения, размер измеряемой поверхности (в большинстве случаев измеряемая поверхность перпендикулярна оси уровнемера), требуют выбора датчика уровня, максимальный диапазон измерения которого должен быть больше максимального измеряемого расстояния. Ультразвуковые уровнемеры небольшого диапазона измерения работают с большим коэффициентом усиления принятого сигнала и имеют более широкий конус излучения, чем уровнемеры для измерения на длинных дистанциях с большим диапазоном измерения и меньшим коэффициентом усиления принятого сигнала.

6. Химическая несовместимость, нестойкость к агрессивным средам измерения

Хорошей практикой всегда является изучение вопроса о химической стойкости смачиваемых частей ультразвукового уровнемера ко всем возможным в данной задаче измерения химическим веществам.

5. Неправильный угол излучения к измеряемой поверхности

Продольная ось ультразвукового уровнемера должна быть перпендикулярной к измеряемой поверхности, чтобы приемник уровнемера принял отраженный сигнал максимальной амплитуды. Это условие является более важным, чем выбор уровнемера с заранее превышающим требуемый диапазон измерения.

4. Несоответствующая задача измерения

Не все вещества или измеряемые поверхности для уровнемеров ультразвуковых, не все среды измерения являются приемлемыми для излучения и приема отраженных ультразвуковых волн. Жидкости с интенсивным парообразованием образуют над собой постоянно изменяющийся газовый слой, который влияет на скорость распространения ультразвука, величина изменения которой существенно влияет на точность измерений. Мягкие или звукопоглощающие материалы, такие как порошкообразные вещества или поверхностная пена, значительно влияют на диапазон измерений. Области с сильной запыленностью существенно уменьшают диапазон измерений. Существует достаточно методов и средств измерений, чтобы заменить ультразвуковой уровнемер, когда задача измерения не соответствует такому типу уровнемеров.

3. Неправильное место установки ультразвукового уровнемера

Ультразвуковой сигнал распространяется в воображаемом конусе, вершина которого находится в точке расположения излучателя, а основание конуса лежит на измеряемой поверхности. Установка уровнемера вблизи возможных препятствий, таких как трубопроводы, патрубки и даже стенки резервуаров, если они не гладкие, может быть причиной неправильных измерений или потери сигнала.

2. Игнорирование наличия мертвых зон ультразвукового уровнемера

Ультразвуковой датчик уровня осуществляет последовательно, излучение ультразвукового сигнала, а затем прием отраженного от измеряемой поверхности сигнала. Поэтому существует, так называемая, мертвая зона вблизи излучателя, где отраженный эхо - сигнал приходит слишком рано, когда излучатель еще передает ультразвуковой сигнал. Мертвая зона определяет минимальное расстояние, которое может измерить уровнемер, и это расстояние может быть от сотен миллиметров до метра, в зависимости от частоты излучения уровнемера. Датчик уровня должен устанавливаться в месте, где измеряемая поверхность не может приблизиться ближе расстояния, указанного как минимальное расстояние для данного типа уровнемера.

1. Несоответствующая настройка ультразвукового уровнемера

Зачастую, ультразвуковой уровнемер настроен неправильно для соответствующей задачи измерения. Например, некоторые измеряемые поверхности изменяются быстро, другие наоборот медленно. Программные установки, прекрасно зарекомендовавшие себя для одного случая, требуют пересмотра для другого. Человеческий фактор при настройке уровнемера приводит к тому, что выбирается зачастую большее усиление или частота проведения измерений, что требует неподходящей установки фильтрации сигнала. Хорошей практикой при настройке уровнемера ультразвукового является использование начальных или настроек по умолчанию, избежание установки параметров, завышенных для данных условий измерений.
Используйте приведенные здесь советы при выборе, установке и использовании ультразвуковых уровнемеров. Это позволит вам избежать распространенных ошибок при работе с ультразвуком.