Kuo skiriasi ultragarsinis lygio matuoklis ir radarinis lygio matuoklis?

Lygis yra vienas iš svarbiausių pramoninių procesų stebėjimo tikslinių parametrų. Nuolat matuojant įvairių talpyklų, silosų, baseinų ir kt. lygį, sunku turėti lygio matavimo prietaisus, kurie atitiktų visas darbo sąlygas dėl labai įvairių lauko sąlygų.

Tarp jų radariniai ir ultragarsiniai lygio matuokliai yra plačiai naudojami bekontakčiuose matavimo prietaisuose. Taigi, kuo skiriasi radarinis lygio matuoklis ir ultragarsinis lygio matuoklis? Koks yra šių dviejų matavimo rūšių principas? Kokie yra radarinio lygio matuoklio ir ultragarsinio lygio matuoklio privalumai?

Pirma, ultragarsinis lygio matuoklis

Paprastai garso bangą, kurios dažnis didesnis nei 20 kHz, vadiname ultragarsine banga. Ultragarsinė banga yra mechaninė banga, t. y. mechaninė vibracija elastingoje terpėje sklidimo procese. Jai būdingas aukštas dažnis, trumpas bangos ilgis, mažas difrakcijos reiškinys ir geras kryptingumas, ji gali virsti spinduliu ir kryptingai sklisti.

Ultragarsinis slopinimas skysčiuose ir kietose medžiagose yra labai mažas, todėl jo skverbimosi gebėjimas yra didelis, ypač šviesiai neskaidriose kietose medžiagose. Ultragarsas gali prasiskverbti dešimčių metrų ilgio, o susidūrus su priemaišomis ar sąsajomis, atsispindės didelis kiekis. Ši funkcija naudojama ultragarsiniam lygio matavimui.

Ultragarsinėje aptikimo technologijoje, nepriklausomai nuo ultragarsinio prietaiso tipo, būtina konvertuoti elektros energiją į ultragarsinę spinduliuotę, o tada priimti ją atgal į elektrinius signalus. Šiai funkcijai atlikti skirtas įrenginys vadinamas ultragarsiniu keitikliu, dar vadinamu zondu.

Veikimo metu ultragarsinis keitiklis yra patalpintas virš matuojamo objekto ir skleidžia ultragarso bangą žemyn. Ultragarsinė banga, praeinanti per oro terpę, atsispindi atgal, kai susiduria su matuojamo objekto paviršiumi, ir yra priimama keitiklio bei paverčiama elektriniu signalu. Aptikusi šį signalą, elektroninė aptikimo dalis jį paverčia lygio signalu, kuris rodomas ekrane ir išvedamas.

Antra, radaro lygio matuoklis

Radaro lygio matuoklio veikimo režimas yra toks pat kaip ultragarsinio lygio matuoklio, be to, radaro lygio matuoklis naudoja perdavimo, atspindžio ir priėmimo darbo režimus. Skirtumas tas, kad radaro ultragarsinis lygio matuoklis daugiausia matuoja ultragarsiniu keitikliu, o radaro lygio matuoklis – aukšto dažnio galvute ir antena.

Ultragarsiniai lygio matuokliai naudoja mechanines bangas, o radariniai lygio matuokliai – itin aukštų dažnių (nuo kelių G iki dešimčių G hercų) elektromagnetines bangas. Elektromagnetinės bangos sklinda šviesos greičiu, o sklidimo laiką elektroniniai komponentai gali paversti lygio signalu.

Kitas įprastas radaro lygio matuoklis yra valdomos bangos radaro lygio matuoklis.

Valdomosios bangos radaro lygio matuoklis yra radaro lygio matuoklis, pagrįstas laiko srities reflektometrijos (TDR) principu. Radaro lygio matuoklio elektromagnetinis impulsas sklinda plieniniu kabeliu arba zondu šviesos greičiu. Kai jis susiduria su matuojamos terpės paviršiumi, dalis radaro lygio matuoklio impulso atsispindi, suformuodama aidą ir grįžta į impulsų paleidimo įrenginį tuo pačiu keliu. Atstumas tarp siųstuvo ir matuojamos terpės paviršiaus yra proporcingas impulso sklidimo laikui, per kurį apskaičiuojamas skysčio lygio aukštis.

Trečia, radaro ir ultragarsinio lygio matuoklio privalumai ir trūkumai

1. Ultragarso tikslumas nėra toks geras kaip radaro;

2. Dėl dažnio ir antenos dydžio santykio aukštesnio dažnio radaro lygio matuoklis yra mažesnis ir lengviau montuojamas;

3. Kadangi radaro dažnis yra didesnis, bangos ilgis yra trumpesnis ir geriau atsispindi nuo pakreiptų kietų paviršių;

4. Radaro matavimo akloji zona yra mažesnė nei ultragarsinio;

5. Dėl didesnio radaro dažnio radaro spindulio kampas yra mažas, energija yra koncentruota, o aidėjimo gebėjimas padidėja, tuo pačiu padedant išvengti trukdžių;

6. Palyginti su ultragarsiniais lygio matuokliais, naudojančiais mechanines bangas, radarui iš esmės neturi įtakos vakuumas, ore esantys vandens garai, dulkės (išskyrus grafitą, ferolydinius ir kitas didelio dielektrinio pralaidumo dulkes), temperatūros ir slėgio pokyčiai;