Het vloeistofniveau is een van de belangrijkste doelparameters bij het bewaken van industriële processen. Bij de continue niveaumeting van diverse tanks, silo's, bassins, enz. is het lastig om niveaumeetinstrumenten te vinden die aan alle werkomstandigheden voldoen, vanwege de grote verscheidenheid aan omstandigheden in de praktijk.
Onder deze meetinstrumenten worden radar- en ultrasone niveaumeters veel gebruikt in contactloze metingen. Wat is nu precies het verschil tussen een radarniveaumeter en een ultrasone niveaumeter? Wat is het werkingsprincipe van deze twee meetmethoden? Wat zijn de voordelen van een radarniveaumeter en een ultrasone niveaumeter?
Ten eerste, een ultrasone niveaumeter.
We noemen geluidsgolven met een frequentie van meer dan 20 kHz over het algemeen ultrasone golven. Ultrasone golven zijn een soort mechanische golven, dat wil zeggen mechanische trillingen in een elastisch medium die zich voortplanten. Ze worden gekenmerkt door een hoge frequentie, een korte golflengte, een geringe diffractie en een goede directionaliteit, waardoor ze zich als een straal en in een bepaalde richting kunnen voortplanten.
Ultrasone golven verzwakken sterk in vloeistoffen en vaste stoffen, waardoor ze een groot doordringingsvermogen hebben. Vooral in lichte, ondoorzichtige vaste stoffen kunnen ultrasone golven tientallen meters diep doordringen. Bij het tegenkomen van onzuiverheden of grensvlakken treedt een aanzienlijke reflectie op. Ultrasone niveaumeting maakt gebruik van deze eigenschap.
Bij ultrasone detectietechnologie is het, ongeacht het type ultrasoon instrument, noodzakelijk om elektrische energie om te zetten in ultrasone straling en deze vervolgens weer om te zetten in elektrische signalen. Het apparaat dat deze functie vervult, wordt een ultrasone transducer genoemd, ook wel sonde.
Tijdens het gebruik wordt de ultrasone transducer boven het te meten object geplaatst en zendt deze een ultrasone golf naar beneden uit. De ultrasone golf gaat door de lucht, wordt teruggekaatst wanneer deze het oppervlak van het te meten object raakt, en wordt opgevangen door de transducer en omgezet in een elektrisch signaal. Na detectie zet het elektronische detectiegedeelte dit signaal om in een niveausignaal voor weergave en uitvoer.
Twee, radarniveaumeter
De werking van de radar-niveaumeter is hetzelfde als die van de ultrasone niveaumeter; ook de radar-niveaumeter maakt gebruik van de zend-reflectie-ontvangstmethode. Het verschil is dat de meting bij de ultrasone radar-niveaumeter voornamelijk gebaseerd is op de ultrasone transducer, terwijl de radar-niveaumeter gebruikmaakt van de hoogfrequente kop en de antenne.
Ultrasone niveaumeters maken gebruik van mechanische golven, terwijl radarniveaumeters gebruikmaken van elektromagnetische golven met ultrahoge frequenties (enkele tot tientallen gigahertz). Elektromagnetische golven reizen met de snelheid van het licht en de reistijd kan door elektronische componenten worden omgezet in een niveausignaal.
Een andere veelgebruikte radarniveaumeter is de geleidgolfradarniveaumeter.
Een geleidegolfradarniveaumeter is een radarniveaumeter die werkt volgens het principe van tijdsdomeinreflectometrie (TDR). De elektromagnetische puls van de radarniveaumeter plant zich voort langs een stalen kabel of sonde met de snelheid van het licht. Wanneer de puls het oppervlak van het te meten medium raakt, wordt een deel ervan gereflecteerd en vormt een echo die via hetzelfde pad terugkeert naar de zender. De afstand tussen de zender en het oppervlak van het te meten medium is evenredig met de voortplantingstijd van de puls, waarna de vloeistofniveauhoogte wordt berekend.
Ten derde, de voor- en nadelen van radar- en ultrasone niveaumeters.
1. De nauwkeurigheid van ultrasoon geluid is niet zo goed als die van radar;
2. Vanwege de relatie tussen frequentie en antennegrootte is een radarniveaumeter met een hogere frequentie kleiner en gemakkelijker te installeren;
3. Omdat de radarfrequentie hoger is, is de golflengte korter en is er een betere reflectie op gekantelde vaste oppervlakken;
4. Het dode gebied bij radarmetingen is kleiner dan bij ultrasone metingen;
5. Door de hogere radarfrequentie is de stralingshoek van de radarbundel kleiner, wordt de energie geconcentreerd en wordt het echo-vermogen versterkt, terwijl het tegelijkertijd interferentie helpt voorkomen;
6. In vergelijking met ultrasone niveaumeters die mechanische golven gebruiken, wordt radar in principe niet beïnvloed door vacuüm, waterdamp in de lucht, stof (met uitzondering van grafiet, ferro-legeringen en ander stof met een hoge diëlektrische constante), temperatuur- en drukveranderingen;
Geplaatst op: 18 september 2023