Radarinių ir ultragarsinių lygio matuoklių palyginimas

I. Veikimo principų skirtumai

• Radariniai lygio matuokliai: skleidžia aukšto dažnio elektromagnetines bangas (paprastai 6 GHz, 26 GHz arba 80 GHz). Bangos atsispindi nuo terpės paviršiaus, o matuoklis apskaičiuoja skysčio lygį pagal laiko skirtumą tarp perdavimo ir priėmimo.

• Ultragarsiniai lygio matuokliai: skleidžia ultragarso bangas (dažnis paprastai 20 kHz–200 kHz). Garso bangos atsispindi nuo terpės paviršiaus, o lygis nustatomas pagal laiko skirtumą tarp perdavimo ir priėmimo.

II. Privalumų palyginimas

Radarinių lygio matuoklių privalumai

1. Atsparumas aplinkos terpėms

• Elektromagnetinių bangų sklidimui beveik neturi įtakos oro drėgmė, temperatūra, slėgis, dulkės ar garai. Jie išlieka stabilūs atšiaurioje aplinkoje, pavyzdžiui, didelio dulkių kiekio cemento silosuose, didelio garų kiekio virimo bakuose arba korozinių dujų aplinkoje.

• Pavyzdys: trąšų gamyklų amoniako rezervuaruose ultragarso signalus lengvai susilpnina amoniakas, tačiau radaras veikia normaliai.

2. Platesnis taikomų terpių pasirinkimas

• Tinka matuoti didelės klampos, lakias arba labai korozines terpes (pvz., žalią naftą, rūgščių-šarmų tirpalus), taip pat kietąsias daleles (pvz., anglis, rūda) ir putojančius skysčius.

• Nėra jokių problemų dėl garso bangų sugerties terpėje (dažna problema ultragarsiniuose skaitikliuose su didelio klampumo skysčiais).

3. Didesnis matavimo atstumas ir didesnis tikslumas

• Tipinis diapazonas: 0,1–100 m (kai kurie modeliai iki 200 m). Matavimo tikslumas paprastai yra ±0,1 % FS (pilna skalė), o aukšto dažnio radarams (pvz., 80 GHz) tikslumas yra didesnis.

• Ultragarsinių skaitiklių maksimalus matavimo diapazonas paprastai yra nuo 0,1 m iki 10 m, o tikslumas – ± 0,5 % FS, o paklaidos didėja didesniais atstumais.

4. Stipresnės apsaugos nuo trukdžių galimybės

• Neveikiami mechaninių vibracijų ar elektromagnetinių trukdžių, todėl idealiai tinka pramoninėms vietovėms su tankiais varikliais, siurbliais ar kita įranga.

Ultragarsinių lygio matuoklių privalumai

1. Mažesnė kaina

• Paprastesnės technologijos lemia mažesnes gamybos sąnaudas, todėl jos tinka riboto biudžeto scenarijams, kai keliami pagrindiniai matavimo reikalavimai (pvz., įprastos vandens talpyklos, švaraus vandens kaupimo talpyklos).

2. Lengvesnis diegimas ir derinimas

• Nereikia sudėtingos parametrų konfigūracijos (skirtingai nei radaro atveju, kuriam reikia nustatyti vidutines dielektrines konstantas). Valdymui ir priežiūrai reikia mažiau įgūdžių.

3. Geresnis suderinamumas su nemetaliniais konteineriais

• Plastikinių, stiklinių ar kitų nemetalinių talpyklų atveju ultragarso bangos gali matuoti per talpyklos sienelę (jei įrenginys montuojamas ant sienos), o radaro tikslumas gali būti problemiškas dėl atspindžių nuo talpyklos sienelių.

III. Trūkumų palyginimas

Radarinių lygio matuoklių trūkumai

1. Didesnė kaina

• Įsigijimo išlaidos paprastai yra 3–10 kartų didesnės nei ultragarsinių skaitiklių, todėl jie netinka nebrangiems, didelio masto paprastiems matavimo scenarijams.

2. Griežti įrengimo reikalavimai

• Kliūtys, tokios kaip maišytuvai ar kopėčios konteinerių viduje, gali trukdyti elektromagnetinėms bangoms, todėl norint išvengti aklųjų zonų, reikia tiksliai kalibruoti. Montavimas turi būti atliekamas atokiau nuo rezervuaro sienų, kad būtų išvengta atspindžių trukdžių.

• Mažos dielektrinės konstantos terpėms (pvz., benzinui, suskystintoms dujoms) silpni atspindžio signalai gali pareikalauti specializuotų modelių (pvz., valdomųjų bangų radarų).

3. Didesnis priežiūros sudėtingumas

• Trikčių šalinimui reikalingos profesionalios žinios. Pavyzdžiui, alyva ar nešvarumais padengtos aukšto dažnio radaro antenos susilpnins signalo atspindėjimą ir jas reikia reguliariai valyti.

Ultragarsinių lygio matuoklių trūkumai

1. Jautrumas aplinkos veiksniams

• Garso bangas lengvai slopina oro drėgmė, temperatūra, dulkės arba garai. Matavimo paklaidos padidėja arba visiškai išnyksta esant didelei drėgmei (pvz., popieriaus fabrikuose), dulkėtoms (pvz., šachtų silosuose) arba aukštai temperatūrai (>60 ℃).

• Pavyzdys: šalia katilo garo vamzdžių ultragarsiniai signalai yra labai sutrikdyti, o radaras lieka nepakitęs.

2. Ribotos taikomos terpės

• Dėl garso bangų sugerties arba sklaidos negalima matuoti didelio klampumo, lakių arba burbuliukų turinčių skysčių (pvz., asfalto, alaus fermentacijos sultinio). Taip pat netinka kietosioms dalelėms (linkusioms sklaidyti garso bangas).

3. Ribotas diapazonas ir tikslumas

• Maksimalus atstumas paprastai yra <10 m, o tikslumas mažėja didėjant atstumui. Mažo atstumo (<0,5 m) matavimai yra jautrūs aklosios zonos trukdžiams.

IV. Taikomų scenarijų santrauka

​

V. Išvada

• Radariniai lygio matuokliai puikiai tinka sudėtingoms darbo sąlygoms (atšiauri aplinka, specialios terpės, dideli atstumai), tačiau yra brangesni ir jiems taikomi griežtesni įrengimo / priežiūros reikalavimai.

• Ultragarsiniai lygio matuokliai tinka paprastiems atvejams (įprastai temperatūrai, švariai aplinkai, trumpiems atstumams), nes yra pigesni ir lengviau valdomi, tačiau silpnesnės apsaugos nuo trukdžių galimybės.

Pasirinkimas turėtų būti grindžiamas faktinėmis sąlygomis (aplinka, terpė, diapazonas, biudžetas), o prireikus rekomenduojama atlikti bandymus vietoje, kad būtų patikrintas tinkamumas.