Ultragarsinis lygio matuoklis yra prietaisas, kuris naudoja ultragarso bangas skysčių ar kietų medžiagų lygiui talpykloje ar rezervuare matuoti.

Veikimo principas

Ultragarsinį lygio matuoklį sudaro keitiklis, skleidžiantis ultragarso impulsus, ir imtuvas, kuris aptinka nuo matuojamos medžiagos paviršiaus atsispindinčius aidus. Keitiklis elektros energiją paverčia ultragarso energija ir siunčia trumpus aukšto dažnio garso bangų pliūpsnius (paprastai 20 kHz–200 kHz diapazone). Šios garso bangos sklinda oru ar kita terpe virš skysčio ar kieto paviršiaus ir atsispindi atgal, kai pasiekia paviršių.
Laikas, per kurį ultragarsinis impulsas sklinda nuo keitiklio iki paviršiaus ir atgal, yra tiksliai matuojamas. Remiantis žinomu garso greičiu terpėje, atstumą tarp keitiklio ir medžiagos paviršiaus galima apskaičiuoti pagal formulę , kur yra atstumas, yra garso greitis, o yra skrydžio laikas. Medžiagos lygis nustatomas atėmus šį atstumą iš žinomo keitiklio aukščio virš indo dugno.
Savybės

Bekontaktis matavimas: vienas iš reikšmingų ultragarsinių lygio matuoklių privalumų yra tas, kad jiems nereikia fizinio kontakto su matuojama terpe. Dėl to jie tinka įvairioms reikmėms, įskaitant tas, kurios susijusios su korozinėmis, toksiškomis ar klampiomis medžiagomis, nes nėra jutiklio užteršimo ar pažeidimo rizikos dėl sąlyčio su terpe.
Didelis tikslumas: Šiuolaikiniai ultragarsiniai lygio matuokliai gali užtikrinti gana didelį matavimo tikslumą, paprastai kelių milimetrų arba matavimo diapazono procentų ribose. Tikslumui gali turėti įtakos tokie veiksniai kaip keitiklio kokybė, terpės charakteristikos ir įrengimo sąlygos, tačiau tinkamai kalibruojant ir įrengus galima pasiekti tikslius ir patikimus lygio matavimus.
Platus matavimo diapazonas: jie gali išmatuoti lygio atstumus nuo kelių centimetrų iki kelių dešimčių metrų, priklausomai nuo konkretaus modelio ir naudojamo keitiklio. Dėl to juos galima naudoti įvairių dydžių ir konfigūracijų talpyklose – nuo ​​mažų laboratorinių indų iki didelių pramoninių talpyklų.
Lengvas montavimas: ultragarsinius lygio matuoklius paprastai lengva montuoti. Juos galima montuoti ant rezervuaro ar konteinerio viršaus arba šono, ir dažnai jiems pritvirtinti reikia tik paprasto laikiklio arba flanšo. Nereikia sudėtingų vamzdynų ar rezervuaro sienelės, todėl, palyginti su kai kuriais kitais lygio matavimo metodais, montavimo laikas ir kaina sutrumpėja.
Maža priežiūra: Kadangi nėra judančių dalių, besiliečiančių su terpe, ultragarsiniams lygio matuokliams reikia gana mažai priežiūros. Jie nenusidėvi dėl mechaninės trinties, o kol keitiklis išlieka švarus ir nepažeistas, jie gali patikimai veikti ilgą laiką, nereikalaudami daug priežiūros.
Paraiškos

Chemijos pramonė: Chemijos gamyklose ultragarsiniai lygio matuokliai naudojami įvairių cheminių medžiagų lygiui rezervuaruose, reaktoriuose ir technologiniuose induose matuoti. Jie gali saugiai apdoroti ėsdinančias ir pavojingas medžiagas, pateikdami tikslią informaciją apie lygį procesų valdymui, atsargų valdymui ir saugos stebėsenai. Pavyzdžiui, gaminant sieros rūgštį, rūgšties lygį rezervuare galima nuolat stebėti naudojant ultragarsinį lygio matuoklį, siekiant užtikrinti tinkamą tiekimą į tolesnius procesus ir išvengti perpildymo.
Maisto ir gėrimų pramonė: Šioje pramonės šakoje higiena yra nepaprastai svarbi. Ultragarsiniai lygio matuokliai idealiai tinka matuoti skysčių, tokių kaip vanduo, pienas, sultys ir aliejai, lygį talpyklose ir perdirbimo įrangoje. Jų bekontaktis matavimo metodas užtikrina, kad maisto produktai nebūtų užteršti, ir juos galima lengvai integruoti į automatizuotas gamybos linijas, kad būtų galima tiksliai kontroliuoti lygį pildymo, maišymo ir sandėliavimo procesų metu. Pavyzdžiui, alaus darykloje galima tiksliai stebėti alaus lygį fermentacijos talpyklose, kad būtų galima kontroliuoti fermentacijos procesą ir užtikrinti nuoseklią produkto kokybę.
Vandens ir nuotekų valymas: ultragarsiniai lygio matuokliai atlieka labai svarbų vaidmenį vandens valymo įrenginiuose, matuojant vandens lygį rezervuaruose, skaidrintuvuose ir nusodinimo bakuose. Jie taip pat gali būti naudojami dumblo lygiui dumblo skaidymo bakuose ir tirštikliuose stebėti. Nuotekų valyme jie padeda optimizuoti valymo procesų veikimą, teikdami realaus laiko lygio duomenis, kurie leidžia efektyviai valdyti pumpavimą, dozavimą ir dumblo šalinimo operacijas.
Naftos ir dujų pramonė: Naftos ir dujų sektoriuje ultragarsiniai lygio matuokliai naudojami rezervuarų lygiui stebėti tiek sausumoje, tiek jūroje. Jie gali tiksliai išmatuoti žalios naftos, rafinuotų produktų ir kitų angliavandenilių lygį rezervuaruose, užtikrindami tinkamą atsargų valdymą ir užkirsdami kelią išsiliejimui. Be to, jie naudojami vamzdynuose, siekiant stebėti skysčių lygį separatorių rezervuaruose ir kituose proceso induose, prisidedant prie bendro naftos ir dujų operacijų saugumo ir efektyvumo.
Farmacijos pramonė: Farmacijos gamyboje reikalinga griežta ingredientų lygio ir proceso parametrų kontrolė. Ultragarsiniai lygio matuokliai naudojami tirpiklių, reagentų ir veikliųjų farmacinių medžiagų lygiui matuoti įvairiuose induose ir talpyklose. Dėl didelio tikslumo ir bekontakčio veikimo gamybos proceso metu išlaikomas farmacijos produktų grynumas ir kokybė.
Elektros energijos gamybos pramonė: elektrinėse ultragarsiniai lygio matuokliai naudojami vandens lygiui katiluose, kondensatoriuose ir aušinimo bokštuose matuoti. Jie teikia svarbią informaciją, reikalingą tinkamam elektros energijos gamybos įrangos veikimui palaikyti, efektyviam šilumos perdavimui užtikrinti ir žalai dėl žemo ar aukšto vandens lygio išvengti. Pavyzdžiui, anglimi kūrenamoje elektrinėje tikslus vandens lygio matavimas katilo būgne yra būtinas norint saugiai ir efektyviai gaminti garą.
Kasybos pramonė: Kasybos operacijose ultragarsiniai lygio matuokliai gali būti naudojami suspensijų lygiui tirštikliuose, uolienų tvenkiniuose ir rūdos perdirbimo rezervuaruose matuoti. Jie padeda optimizuoti atskyrimo ir vandens šalinimo procesus, gerinti mineralų išgavimo efektyvumą ir mažinti poveikį aplinkai.