Telinga Industri: Bagaimana Ultrasonik 'Mendengar' Perubahan Level Cairan

Telinga Industri: Bagaimana Ultrasonik "Mendengar" Perubahan Level Cairan

Mari kita bicara tentang apa gelombang ultrasonik. Rentang frekuensi suara yang dapat kita dengar kira -kira antara 20 Hertz dan 20, 000 hertz. Namun, frekuensi gelombang ultrasonik jauh lebih tinggi, biasanya mulai dari 20 kilohertz hingga 100 mahertz. Oleh karena itu, telinga kita tidak dapat mendeteksi gelombang ultrasonik. Faktanya, gelombang ultrasonik adalah jenis gelombang mekanis. Mereka dapat merambat dalam media elastis dan, karena frekuensi tinggi dan panjang gelombang pendek, mereka memiliki arah yang kuat, energi yang signifikan, dan daya penetrasi yang kuat selama perambatan.

Selamat datang di Laboratorium Pengukuran dan Kontrol Solidat. Saya Manajer Pengukuran dan Pengukuran Peralatan dan Peralatan Anda. Hari ini, mari kita bicara tentang penerapan gelombang ultrasonik dalam pengukuran level.

Ketika datang ke sejarah USG, itu dapat ditelusuri kembali ke 1793. Pada waktu itu, seorang ilmuwan Italia, Spallanzani, ditemukan melalui eksperimen bahwa kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk merasakan lingkungan mereka, sehingga meluncurkan misteri ultrasound. Kemudian, dengan pengembangan teknologi, ultrasonik diterapkan secara luas di bidang seperti deteksi, pengukuran, dan obat -obatan. Dalam produksi industri, pengukuran level sangat penting. Pengukuran level mengacu pada mengukur ketinggian bahan dalam wadah atau ruang, seperti cairan dan padatan granular. Melalui pengukuran level, kita dapat mengetahui berapa banyak bahan dalam wadah, sehingga memastikan keseimbangan material dalam proses produksi. Jika level dapat dikontrol secara tepat, ia juga dapat memastikan output dan kualitas produk, serta memastikan produksi yang aman. Jadi, bagaimana USG digunakan dalam pengukuran level?

Secara sederhana, gelombang ultrasonik memiliki sedikit pelemahan dalam cairan dan padatan, dan memiliki kemampuan penetrasi yang sangat kuat. Terutama di padatan buram untuk cahaya, mereka dapat menembus jarak beberapa puluh meter. Selain itu, gelombang ultrasonik memiliki arah yang kuat dan dapat dipancarkan secara terarah. Selama pengukuran, sensor memancarkan gelombang ultrasonik. Ketika ombak menghadapi permukaan material, mereka akan memantulkan kembali. Setelah sensor menerima gelombang yang dipantulkan, ia dapat menentukan jarak dengan menghitung perbedaan waktu, dan dengan demikian memperoleh ketinggian level cairan. Seluruh proses pengukuran tidak memerlukan kontak langsung dengan media yang diukur, sehingga sangat cocok untuk lingkungan korosif dan erosif dan banyak digunakan dalam industri seperti teknik kimia, minyak bumi, makanan, obat -obatan, dan perlindungan lingkungan.

Selanjutnya, mari kita lihat prinsip kerja pengukur tingkat ultrasonik. Secara umum, pengukur level ultrasonik terdiri dari transduser, unit pemrosesan sinyal, dan modul tampilan atau output. Langkah -langkah pengukuran spesifik adalah sebagai berikut:

1. ** Emisi ultrasonik **: Meter tingkat ultrasonik memancarkan pulsa ultrasonik pada kecepatan tetap menuju permukaan bahan target melalui probe, misalnya, lima kali setiap dua detik.
2. ** Propagasi ultrasonik **: Gelombang ultrasonik merambat pada kecepatan tertentu di udara. Ketika mereka menemukan permukaan material, beberapa di antaranya akan dipantulkan kembali untuk membentuk gema. Intensitas dan waktu pengembalian gema terkait dengan karakteristik permukaan target.
3. ** Penerimaan Gelombang Refleksi **: Probe menerima sinyal gelombang ultrasonik yang dipantulkan dari permukaan material dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada saat yang sama, ini mengukur waktu yang dibutuhkan pulsa ultrasonik untuk bepergian.
4. ** Level Menghitung **: Dengan mengukur waktu propagasi pulsa ultrasonik, menghitung perbedaan waktu dari emisi ke penerimaan, dan kemudian menggunakan rumus untuk menghitung jarak dari sensor ke permukaan material. Rumusnya adalah: d=v × Δt ÷ 2, di mana v adalah kecepatan suara dalam medium, Δt adalah perbedaan waktu dari emisi gelombang ultrasonik ke penerimaan gema, dan D adalah jarak dari sensor ke permukaan material. Selain itu, karena bentuk geometris dan parameter tinggi dari wadah diketahui, ketinggian level dapat dihitung menggunakan rumus L=E - D, di mana L adalah ketinggian level yang diukur, E adalah jarak dari basis pemasangan sensor ke bagian bawah wadah (yang merupakan ketinggian tangki kosong atau ketinggian tangki total), dan D adalah jarak dari SENSor.

Namun, ada beberapa poin yang harus dicatat dalam aplikasi praktis. Pertama, kecepatan suara dipengaruhi oleh kondisi sedang dan lingkungan, seperti suhu, tekanan, kelembaban, dll. Misalnya, di udara, untuk setiap peningkatan suhu 1 derajat, kecepatan suara akan meningkat sekitar 0. 6 meter per detik. Oleh karena itu, dalam pengukuran aktual, sensor suhu biasanya dipasang untuk kompensasi suhu untuk memastikan akurasi pengukuran. Kedua, gelombang ultrasonik mungkin tidak dapat merambat dalam kekosongan atau dalam kondisi tekanan ekstrem, sehingga lingkungan yang berlaku juga perlu dipertimbangkan dengan cermat.

Selain itu, posisi pemasangan dan orientasi sensor ultrasonik juga sangat penting. Sensor harus diselaraskan dengan permukaan bahan yang diukur, dan hambatan harus dihindari sebanyak mungkin untuk mencegah gangguan dengan gema. Jika ada pengaduk atau struktur lain di dalam wadah, gema palsu dapat dihasilkan. Pada saat ini, teknologi pemrosesan sinyal perlu digunakan untuk mengidentifikasi gema yang benar. Selain itu, debu, uap atau busa di udara juga dapat mempengaruhi perambatan dan refleksi gelombang ultrasonik. Dalam kasus seperti itu, langkah -langkah lain mungkin perlu diambil untuk menangani gangguan.

Akhirnya, ada satu detail kecil yang perlu diperhatikan: meter tingkat ultrasonik memiliki jarak tertentu di dekat probe yang tidak dapat diukur. Ini karena pulsa ultrasonik yang dipancarkan memiliki lebar waktu tertentu, dan sensor masih akan memiliki getaran residual setelah memancarkan gelombang ultrasonik. Selama periode ini, gema yang dipantulkan tidak dapat dideteksi. Jarak ini disebut zona buta. Oleh karena itu, bagian tertinggi dari bahan yang diukur umumnya tidak boleh memasuki zona buta sensor.