Ultrasonik darajadagi sensorli tank uchun PTFE isitgichni qanday tanlash mumkin?

Texnologik tankda murakkab ultratovush darajasi sensori mavjud. Suyuqlikning balandligini o'lchash uchun sof, buzilmagan aks-sadodan foydalanadi. Ovoz to'lqinining to'g'ridan-to'g'ri yo'lida joylashgan ulkan vertikal PTFE suv isitgichi kuchli noto'g'ri reflektor sifatida ishlay oladi, bu esa datchikni darajani noto'g'ri tushunishga olib keladi va, ehtimol, halokatli quruq{2}}yong'in yoki toshib ketishini keltirib chiqarishi mumkin. Isitgichning jismoniy joylashishi va yo'nalishi nafaqat termal ishlash uchun, balki sensor uchun akustik jihatdan aniqlanmasligi uchun ham optimallashtirilishi kerak.

Interferentsiya mexanizmi haqida tushuncha
Ultrasonik darajadagi sensorlar qattiq konusda yuqori chastotali tovush pulslarini (odatda 20 - 200 kHz) yuboradi. Ovoz pastga tarqaladi, suyuqlik yuzasidan aks etadi va sensorga qaytadi. Parvozni o'lchash-vaqti- masofaviy o'qishga tarjima qilinadi. Ushbu konusdagi har qanday qattiq ob'ekt, masalan, isitgich qoplamalari, qavslar yoki birlashma qutilari o'z aks-sadosini hosil qiladi. Ammo agar noto'g'ri aks-sadodan keladigan signal etarlicha kuchli bo'lsa, sensor haqiqiy suyuqlik yuzasi o'rniga unga qulflanishi mumkin.

Tankning markazida yoki uning yaqinida joylashgan vertikal PTFE cho'milish isitgichi tovush to'lqini yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan keng tekis yuzani taqdim etadi. Ushbu geometriya yorqin ko'zgu aks ettirishga olib keladi. Keyin sensor buni isitgichning suvga botish chuqurligidagi suyuqlik darajasi sifatida izohlashi mumkin, buning natijasida kam to'ldirish (agar noto'g'ri aks-sado haqiqiy darajadan yuqori bo'lsa) yoki ortiqcha to'ldirish (agar isitgichning yuqori qismi deyarli to'liq holat sifatida ko'rinsa). Keyinchalik og'ir holatlarda, sensor hatto suyuqlik borligini ham tan olmasligi mumkin, bu esa isitgich quvvatlangan holda tankning qurib qolishiga imkon beradi, bu PTFE niqobini tezda shikastlaydi.

Asosiy tanlash printsipi: akustik ko'rinmaslik
PTFE isitgichining ultratovush darajasi sensori tankini tanlash maqsadi isitgichni akustik jihatdan aniqlanmaydigan qilishdir. Bunga qizdirilgan elementni sensorning ultratovush nuridan butunlay tashqariga qo'yish va ko'zgu vazifasini bajaradigan har qanday katta tekis yuzalarni yo'q qilish orqali erishiladi. Muammo o'z-o'zidan PTFE moddasi emas - PTFE suvga o'xshash akustik impedansga ega va aslida ko'p metallarga qaraganda ovozni zaiflashtiradi. Muammo geometriya va joylashuv bilan bog'liq.

Isitgichlarning afzal ko'rilgan joylashuvi
Vertikal isitgich, yon tomonga o'rnatilgan
PTFE vertikal isitgichi tankning yon devoriga iloji boricha devorga yaqinroq o'rnatiladi va isitgichni markaziy nur yo'lidan tashqarida ushlab turadi. Ultrasonik sensor odatda tankning yuqori qismining markaziga o'rnatiladi. Yon{2}}oʻrnatilgan isitgich tovush toʻlqinining kuchi eng past boʻlgan chekkada joylashgan. Ushbu tartib tor tanklar uchun (diametri < 1 m) yoki tor datchik nurlanish burchagi uchun (masalan, . 5–10 daraja) moslashtirilgan. Katta tanklar yoki keng nurli datchiklar (15–30 daraja)- uchun, lekin yon devorlar ham yoritilishi mumkin.

Afzal yechim: L-shaklli yoki burchakli isitgich
Ko'pgina o'rnatishlarda eng ishonchli tanlov L{0}}shaklidagi yoki burchakli PTFE immersion isitgichdir. Ushbu turdagi isitgich yon nozul orqali qo'yiladi, lekin keyin pastga yoki diagonal ravishda tankga aylanadi. Isitish qismi yon devorga parallel ravishda joylashgan va yon devorga juda yaqin, odatda devordan taxminan 50-100 mm masofada joylashgan. Ovoz to'lqinlari markazdan asta-sekin tarqaladi, shuning uchun sensor bu isitgichni hech qachon ko'rmaydi, chunki u o'z nurini markazga qaratadi.

L shaklidagi isitgich ikkita qo'shimcha afzalliklarga ega:

Isitish uzunligi uzoq bo'lishi mumkin (suyuqlik chuqurligining katta qismi) va hali ham nurdan tashqarida bo'lishi mumkin.

O'rnatish gardishi qulayroq kirish uchun sensorni o'rnatishning yuqori markazidan uzoqda joylashgan yon devorda joylashgan.

Isitgich, darajani nazorat qilishning ko'zlari bo'lgan tovush to'lqinlarining yo'lidan tashqarida, tankda ko'rinmas, jim bo'lishi kerak.

Isitgich yon tomonga yoki gorizontal o'rnatilgan
Sayoz tanklar (< 500 mm height) may not accommodate vertical heaters without them protruding from the liquid. A horizontally mounted heater inserted through a side port and running along the bottom is completely out of the field of sight of the ultrasonic sensor. However, care must be taken to avoid placing the heater immediately under the sensor – a horizontal heater just below can still cause a reflection if the sound wave penetrates through the liquid and hits its top surface. The recommended practice is to incorporate a horizontal heater at least 200 mm away from the vertical axis of the sensor.

Nima qilish kerak emas: markazda vertikal isitgich
Ultrasonik darajadagi sensori bo'lgan tank uchun eng yomon tasavvur qilinadigan joy PTFE isitgichi vertikal holatda joylashgan markazdir. Isitgich to'g'ridan-to'g'ri nur yo'lida joylashgan katta silindrsimon nishondir. Sensorning aks-sadoni kamaytirish texnikasini o'z ichiga olgan dasturiy ta'minotida ham markaziy isitgichdan kuchli, doimiy noto'g'ri aks-sado odatda noto'g'ri aniqlanadi. Aynan shu dizayn xatosi qizdirilgan tanklarda ultratovush darajasini nazorat qilishda bir nechta dala nosozliklariga olib keldi.

Texnik integratsiya muammolari
Ultrasonik sensor konfiguratsiyasi
Isitgichlarni tanlashdan oldin quyidagi sensor parametrlarini aniqlash kerak:

Nur burchagi (odatda 5-30 daraja). Bu tovush konusini belgilaydi. Datchikdan ma'lum masofada joylashgan nurning diametrini quyidagicha hisoblash mumkin: nur diametri=2*masofa*tan(nur burchagi/2)

O'lik tarmoqli: Sensorning oldingi qismidagi mintaqa (odatda 0,1-0,5 m), uni o'lchash mumkin emas. Isitgichning hech qanday qismi (shu jumladan qavslar yoki birlashma qutilari) bu zonaga tushmasligi kerak.

Deadband: Sensor ishlay boshlashdan oldingi bo'sh joy. Minimal sezish masofasi.

Isitgichning holatini tekshirish
Isitgich turini va o'rnatish joyini tanlaganingizdan so'ng, haqiqiy o'rnatishdan oldin tezkor xaritalash testini o'tkazish kerak. Sinov jarayoni:

Ultrasonik sensorni belgilangan joyga ulang.

PTFE isitgichni (yoki bir xil shakl va o'lchamdagi-model) idishdagi rejalashtirilgan joyga joylashtiring.

Tankni ma'lum balandlikka qadar suv bilan to'ldiring.

Isitgichni oz miqdorda harakatlantiring va sensorning chiqishini kuzating. Belgilangan darajadagi har qanday keskin sakrash isitgichning noto'g'ri aks-sadosidir.

Toʻliq ish darajasi oraligʻida notoʻgʻri aks-sado-boʻlmasligi uchun isitgichning joylashishini yoki yoʻnalishini oʻzgartiring.

Ushbu sinov, ayniqsa, qo'shimcha ko'zgularni keltirib chiqarishi mumkin bo'lgan murakkab ichki tuzilmalarga ega bo'lgan tanklar uchun to'g'ri keladi.

O'rnatish braketi va aloqa qutisini joylashtirish
Ko'p tank ustki yoki yon devorga o'rnatilgan isitgichlar metall o'rnatish tirgaklari va elektr aloqa qutilari bilan ta'minlangan. Bundan tashqari, ular ultratovush nurlaridan uzoqda bo'lishi kerak. PTFE qobig'ining o'zi to'g'ri yashiringan bo'lsa ham, sensorga yaqin metall qavs sezilarli aks-sadoga olib kelishi mumkin. Birlashma qutisi sensorning nurlanish yo'li ostida yoki sensorning tank tomonida joylashgan bo'lishi kerak. Agar idishning tepasi tekis bo'lsa, datchikni nur konusning ichida boshqa yuqoridan o'tuvchi armatura-bo'lmagan joyga qo'ying (masalan, isitgich gardishlari, termoveller yoki trubkalar).

Amaliy tanlovni tekshirish ro'yxati
Ultrasonik darajadagi sensori bo'lgan tank uchun PTFE isitgichni tanlash uchun quyidagi nazorat ro'yxati qo'llaniladi:

Sensor ma'lumotlarini oling: nur burchagi, o'lik tarmoqli masofasi va o'rnatish joyi.

Suyuqlikning odatdagi chuqurligida nurning izini aniqlang.

Nur konusining ichida isitgich yoki qavs yo'q. Markazda o'rnatmang.

Yon{0}}oʻrnatilgan L-shaklli yoki burchakli isitgichlarni tanlang, ular isitiladigan qismni tank devoriga yaqin tutadi.

Sayoz tanklar uchun gorizontal o'rnatish (isitgich darhol sensor ostida emasligiga ishonch hosil qiling)

Kimyoviy xizmatdan oldin suv bilan xaritalash sinovi.

O'rnatish chizmasidagi oxirgi pozitsiyani kiriting.

Poezd operatorlari sath ko'rsatkichining tez o'zgarishi isitgichning nur yo'liga o'tishi (masalan, tebranish tufayli) bo'lishi mumkinligini tan olishlari kerak.

Xulosa: akustik ko'rinmaydigan isitish
Ultrasonik darajadagi sensori bo'lgan tank uchun to'g'ri PTFE isitgichni tanlash akustik joylashishni aniqlash bo'yicha darsdir. U aniq va aniq hayotiy darajadagi fikr-mulohazalarni (sensorning aks-sadosi) isitish elementidan soxta aks ettirishdan saqlaydi. Optimal isitish dizayni tankdagi boshqa sensorlarni ko'r qilmaydigan dizayndir. Tank darajasini ishonchli va xavfsiz boshqarishga yon{3}}oʻrnatilgan L-isitgichni tanlash va uning holatini xaritalash sinovi orqali tasdiqlash hamda barcha qavslar va ulanish qutilari ultratovush nuridan tashqarida ekanligiga ishonch hosil qilish orqali erishish mumkin. Ushbu kichik integratsiya elementi son-sanoqsiz quruq{6}}yong'in nosozliklari va to'lib ketish muammolariga olib keldi. Dizayn paytida bir necha daqiqalik akustik rejalashtirish bir necha oy davomida nosozliklarni tuzatishni tejashga yordam beradi.