چگونه یک سطح سنج اولتراسونیک E+H را انتخاب کنیم

انتخاب ابزار اندازه‌گیری سطح اولتراسونیک Endress+Hauser (E+H) مناسب، نیازمند ارزیابی جامع از عوامل مختلف برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد و دقیق در کاربرد خاص شما است. در اینجا ملاحظات و مراحل اصلی انتخاب آورده شده است:

1.   درک ویژگی‌های سیال:

•   نوع سیال: آیا این سیال مایع (آب، فاضلاب، اسیدها، قلیاها و غیره)، دوغاب، لجن یا جامد فله (گرانول، پودر، کلوخه) است؟ فناوری اولتراسونیک به انتشار امواج صوتی متکی است و تأثیر آن می‌تواند به طور قابل توجهی تحت تأثیر سیال قرار گیرد. به عنوان مثال، پودرهای سست یا محیط‌هایی با کف قابل توجه، بخار سنگین یا گرد و غبار می‌توانند سیگنال اولتراسونیک را به شدت تضعیف کنند.
•   چگالی، ویسکوزیته: در حالی که اولتراسوند در درجه اول تحت تأثیر سرعت صوت در فاز گاز بالای سیال قرار دارد، چگالی و ویسکوزیته سیال می‌تواند بر شرایط سطح آن تأثیر بگذارد که به نوبه خود بر اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارد.
•   خورندگی/سایش: اگر سیال خورنده یا ساینده است، باید مواد پروب حسگر (به عنوان مثال، PVDF، PTFE) را انتخاب کنید که مقاومت خوبی در برابر این شرایط ارائه می‌دهند.

2.   تعیین شرایط فرآیند:

•   دما: سرعت صوت در هوا تحت تأثیر دما قرار دارد. سطح‌سنج‌های اولتراسونیک با کیفیت بالا معمولاً دارای جبران دمای داخلی هستند. با این حال، باید اطمینان حاصل کنید که محدوده دمای عملکرد ابزار، دمای فرآیند شما را پوشش می‌دهد.
•   فشار: اندازه‌گیری اولتراسونیک غیر تماسی است، بنابراین به فشار داخلی مخزن حساس نیست. با این حال، در مخازن باز، تغییرات فشار اتمسفر ممکن است کمی بر دقت تأثیر بگذارد (معمولاً ناچیز).
•   خلاء/فشار بالا: سنسورهای اولتراسونیک به طور کلی برای اندازه‌گیری در داخل مخازن تحت خلاء یا فشار بالا مناسب نیستند (رادار یا رادار موج هدایت شده باید در چنین مواردی در نظر گرفته شود).
•   بخار، کف، گرد و غبار: اینها چالش‌های اصلی برای اندازه‌گیری اولتراسونیک هستند. آنها می‌توانند سیگنال اولتراسونیک را جذب یا پراکنده کنند و منجر به اندازه‌گیری‌های ناپایدار یا ناموفق شوند. در چنین شرایطی، سطح‌سنج‌های راداری باید در اولویت قرار گیرند.
•   همزن‌ها، موانع: آیا همزن، کویل، تیرهای پشتیبانی یا سایر موانع در داخل مخزن وجود دارد؟ اینها می‌توانند با مسیر انتشار سیگنال اولتراسونیک تداخل داشته باشند. شما باید یک مکان نصب مناسب یا یک ابزار با عملکردهای خالی کردن سیگنال را انتخاب کنید.

3.   تعریف الزامات اندازه‌گیری:

•   محدوده اندازه‌گیری (اسپن): حداکثر و حداقل سطح مایع یا جامد فله‌ای که باید اندازه‌گیری کنید چقدر است؟ سطح‌سنج‌های اولتراسونیک E+H دارای قابلیت‌های مختلفی هستند (به عنوان مثال، Prosonic FMU90 می‌تواند تا 45 متر برسد). انتخاب محدوده مناسب، دقت را تضمین می‌کند و از هزینه‌های غیرضروری جلوگیری می‌کند.
•   دقت اندازه‌گیری: چه سطح از دقت اندازه‌گیری مورد نیاز است؟ سطح‌سنج‌های اولتراسونیک معمولاً دقت میلی‌متری را ارائه می‌دهند، اما ممکن است در شرایط شدید کاهش یابد.
•   منطقه کور و فاصله ایمن: سنسورهای اولتراسونیک برای ارسال و دریافت سیگنال‌ها به زمان مشخصی نیاز دارند و یک "منطقه کور" در نزدیکی سنسور ایجاد می‌کنند که اندازه‌گیری مؤثر در آن امکان‌پذیر نیست. کمترین سطح مایع باید در هنگام نصب بالاتر از این منطقه کور باشد.

4.   در نظر گرفتن شرایط نصب و محیطی:

•   موقعیت نصب: آیا فضای کافی در بالای مخزن برای نصب سنسور وجود دارد؟ آیا سنسور را می‌توان عمود بر سطح سیال نصب کرد؟
•   شکل مخزن: شکل مخزن (به عنوان مثال، استوانه‌ای، کروی، مخزن افقی، مخزن با کف مخروطی) می‌تواند بر انعکاس سیگنال و خطی‌سازی تأثیر بگذارد. ابزارهای E+H معمولاً از خطی‌سازی برای اشکال مختلف مخزن پشتیبانی می‌کنند.
•   الزامات منطقه خطرناک: اگر ابزار قرار است در یک منطقه خطرناک نصب شود، باید مدلی را انتخاب کنید که با گواهینامه‌های حفاظت از انفجار مربوطه (به عنوان مثال، ATEX، IECEx) مطابقت داشته باشد.
•   درجه حفاظت (IP): آیا ابزار نیاز به محافظت در برابر گرد و غبار و آب دارد؟ به طور معمول، درجه‌های IP65، IP66 یا بالاتر انتخاب می‌شوند.
•   منبع تغذیه و سیگنال خروجی: ابزار به چه نوع منبع تغذیه‌ای نیاز دارد (به عنوان مثال، 24 ولت DC، 220 ولت AC)؟ چه نوع سیگنال خروجی مورد نیاز است (به عنوان مثال، 4-20mA، HART، Profibus DP، Modbus)؟
•   نمایشگر و عملکرد: آیا نمایشگر محلی و عملکرد دکمه فشاری مورد نیاز است؟ آیا از پیکربندی و عیب‌یابی از راه دور پشتیبانی می‌کند (به عنوان مثال، از طریق نرم‌افزار FieldCare)؟

5.   انتخاب سری محصول E+H (مثال Prosonic):

سطح‌سنج‌های اولتراسونیک E+H در درجه اول در سری Prosonic قرار می‌گیرند، مانند:

•   Prosonic FMU90: یک سطح‌سنج جداگانه قدرتمند و انعطاف‌پذیر که می‌تواند با پروب‌های مختلف (به عنوان مثال، سری FDU9x) استفاده شود. برای اندازه‌گیری سطح مایعات، دوغاب، لجن و جامدات فله مناسب است و همچنین می‌تواند برای اندازه‌گیری جریان کانال باز و کنترل پمپ استفاده شود. این دستگاه دارای رابط‌های ارتباطی و عملکردهای تشخیصی مختلفی است که آن را برای کاربردهای پیچیده مناسب می‌کند.
•   Prosonic FMU30 (فشرده): یک طراحی جمع و جورتر و همه‌کاره که در آن سنسور و فرستنده یکپارچه شده‌اند. نصب آن ساده‌تر و مقرون به صرفه‌تر است و برای اندازه‌گیری سطح تصفیه آب و تأسیسات عمومی مناسب است.

نیازهای دقیق خود را برای دقت، عملکردهای اضافی (مانند کنترل پمپ، محاسبه جریان)، گزینه‌های ارتباطی و گواهینامه‌های منطقه خطرناک مشخص کنید.

1.   غربالگری اولیه: بر اساس نوع سیال، محدوده اندازه‌گیری، دمای فرآیند و فشار، تعیین کنید که آیا فناوری اولتراسونیک مناسب است یا خیر. اگر سطح سیال دارای کف قابل توجه، گرد و غبار، بخار سنگین است یا اگر خلاء/فشار بالایی وجود دارد، اغلب بهتر است سطح‌سنج‌های راداری را در اولویت قرار دهید.
2.   پیکربندی پارامترهای دقیق: نیازهای خاص خود را برای دقت، عملکردها (مانند کنترل پمپ، محاسبه جریان)، روش‌های ارتباطی و طبقه‌بندی مناطق خطرناک به وضوح مشخص کنید.
3.   انتخاب سری ابزار: بر اساس پیچیدگی برنامه و بودجه، بین یک سری فشرده (به عنوان مثال، FMU30) یا جداگانه (به عنوان مثال، FMU90 + پروب FDU) انتخاب کنید. ابزارهای نوع جداگانه انعطاف‌پذیری بیشتری را برای شرایط چالش‌برانگیز ارائه می‌دهند.
4. برای پیکربندی پارامترهایی مانند نوع پروب، محدوده اندازه‌گیری، اتصال فرآیند، مواد محفظه، درجه‌بندی منطقه خطرناک، اتصال الکتریکی و سیگنال خروجی، به دفترچه راهنمای انتخاب مراجعه کنید، مطابق با ابعاد خاص مخزن، محل نصب و ویژگی‌های سیال خود.
5.   با E+H یا توزیع‌کنندگان مجاز مشورت کنید: Endress+Hauser پشتیبانی فنی پیش از فروش حرفه‌ای را ارائه می‌دهد. قبل از تصمیم‌گیری نهایی، اکیداً توصیه می‌شود با مهندسان فروش یا توزیع‌کنندگان مجاز آنها تماس بگیرید. اطلاعات دقیقی در مورد شرایط عملیاتی خود در اختیار آنها قرار دهید و آنها می‌توانند بهترین توصیه‌ها و پیکربندی‌های مدل خاص را بر اساس تخصص خود ارائه دهند.

با دنبال کردن این مراحل، می‌توانید نیازهای خود را به طور سیستماتیک ارزیابی کرده و مناسب‌ترین ابزار اندازه‌گیری سطح اولتراسونیک E+H را برای کاربرد خود انتخاب کنید. انتخاب ابزار اندازه‌گیری سطح اولتراسونیک Endress+Hauser (E+H) مناسب، نیازمند یک رویکرد سیستماتیک است که عوامل مختلفی را برای اطمینان از عملکرد بهینه در کاربرد خاص شما در نظر می‌گیرد. در اینجا راهنمایی برای کمک به شما در تصمیم‌گیری آگاهانه آورده شده است:

1.   درک ویژگی‌های سیال:

•   نوع سیال: آیا این سیال مایع (به عنوان مثال، آب، فاضلاب، اسیدها، قلیاها)، دوغاب، لجن یا جامد فله (به عنوان مثال، گرانول، پودر، مواد درشت) است؟ فناوری اولتراسونیک به انتشار امواج صوتی متکی است. پودرهای سست، کف سنگین، بخارات قوی یا گرد و غبار می‌توانند سیگنال اولتراسونیک را به شدت تضعیف کنند.
•   چگالی و ویسکوزیته: در حالی که اندازه‌گیری اولتراسونیک در درجه اول تحت تأثیر سرعت صوت قرار دارد، چگالی و ویسکوزیته سیال می‌تواند بر شرایط سطح آن تأثیر بگذارد و در نتیجه بر اندازه‌گیری تأثیر بگذارد.
•   خورندگی/سایش: اگر سیال خورنده یا ساینده است، یک سنسور با مواد پروب (به عنوان مثال، PVDF، PTFE) را انتخاب کنید که مقاومت خوبی ارائه می‌دهند.

2.   تعیین شرایط فرآیند:

•   دما: سرعت صوت در هوا تحت تأثیر دما قرار دارد. سطح‌سنج‌های اولتراسونیک با کیفیت بالا از E+H معمولاً دارای جبران دمای یکپارچه هستند. اطمینان حاصل کنید که محدوده دمای عملکرد ابزار، دمای فرآیند شما را پوشش می‌دهد.
•   فشار: اندازه‌گیری اولتراسونیک غیر تماسی است و به طور کلی تحت تأثیر فشار داخل مخزن قرار نمی‌گیرد. با این حال، برای کاربردهایی که شامل خلاء یا فشار بالا در داخل مخازن بسته هستند، اولتراسونیک مناسب نیست. رادار یا رادار موج هدایت شده انتخاب‌های بهتری خواهند بود.
•   بخار، کف، گرد و غبار: اینها چالش‌های مهمی برای اندازه‌گیری اولتراسونیک هستند. آنها می‌توانند سیگنال اولتراسونیک را جذب یا پراکنده کنند و منجر به خوانش‌های ناپایدار یا ناموفق شوند. در چنین شرایطی، سطح‌سنج‌های راداری باید در اولویت قرار گیرند.
•   همزن‌ها، موانع: آیا همزن، کویل، تیرهای پشتیبانی یا سایر موانع داخلی در مخزن وجود دارد؟ اینها می‌توانند با مسیر سیگنال اولتراسونیک تداخل داشته باشند. ممکن است لازم باشد یک موقعیت نصب مناسب یا دستگاهی با قابلیت‌های نقشه‌برداری/سرکوب اکو را انتخاب کنید.

3.   تعریف الزامات اندازه‌گیری:

•   محدوده اندازه‌گیری (اسپن): حداکثر و حداقل سطوحی که باید اندازه‌گیری کنید چقدر است؟ سطح‌سنج‌های اولتراسونیک E+H (به عنوان مثال، Prosonic FMU90) محدوده‌های مختلفی (تا 45 متر) را ارائه می‌دهند. انتخاب محدوده صحیح، دقت را تضمین می‌کند و از هزینه‌های غیرضروری جلوگیری می‌کند.
•   دقت: چه سطح از دقت اندازه‌گیری مورد نیاز است؟ سطح‌سنج‌های اولتراسونیک معمولاً دقت میلی‌متری را ارائه می‌دهند، اما این می‌تواند در شرایط شدید کاهش یابد.
•   منطقه کور (فاصله مسدود کننده): سنسورهای اولتراسونیک دارای یک "منطقه کور" نزدیک به سنسور هستند که اندازه‌گیری مؤثر در آن نمی‌تواند رخ دهد. اطمینان حاصل کنید که کمترین سطح فرآیند شما خارج از این منطقه کور است.

4.   در نظر گرفتن شرایط نصب و محیطی:

•   محل نصب: آیا فضای کافی در بالای مخزن برای نصب سنسور وجود دارد؟ آیا سنسور را می‌توان به صورت عمودی بر روی سطح سیال نصب کرد؟
•   شکل مخزن: شکل مخزن (به عنوان مثال، استوانه‌ای، کروی، مخزن افقی، کف مخروطی) می‌تواند بر انعکاس سیگنال و خطی‌سازی تأثیر بگذارد. ابزارهای E+H اغلب از منحنی‌های خطی‌سازی برای اشکال مختلف مخزن پشتیبانی می‌کنند.
•   الزامات منطقه خطرناک: اگر نصب در یک منطقه خطرناک است، یک مدل ابزار را انتخاب کنید که با گواهینامه‌های حفاظت از انفجار مربوطه (به عنوان مثال، ATEX، IECEx) مطابقت داشته باشد.
•   درجه حفاظت (IP): آیا ابزار نیاز به محافظت در برابر گرد و غبار و آب دارد؟ به طور کلی، درجه‌های IP65، IP66 یا بالاتر برای محیط‌های بیرونی یا شستشو ترجیح داده می‌شوند.
•   منبع تغذیه و سیگنال خروجی: ابزار به چه نوع منبع تغذیه‌ای نیاز دارد (به عنوان مثال، DC 24V، AC 220V)؟ چه سیگنال خروجی مورد نیاز است (به عنوان مثال، 4-20mA، HART، Profibus DP، Modbus)؟
•   نمایشگر و عملکرد: آیا نمایشگر محلی و عملکرد دکمه فشاری مورد نیاز است؟ آیا باید از پیکربندی و عیب‌یابی از راه دور پشتیبانی کند (به عنوان مثال، از طریق نرم‌افزار FieldCare)؟

5.   انتخاب سری محصول E+H (مثال Prosonic):

E+H سری Prosonic را برای اندازه‌گیری سطح اولتراسونیک ارائه می‌دهد، با مدل‌های محبوب از جمله:

•   Prosonic FMU90: این یک نسخه جداگانه قدرتمند و انعطاف‌پذیر است (فرستنده و سنسور واحدهای جداگانه هستند). می‌توان آن را با سنسورهای مختلف (به عنوان مثال، سری FDU9x) ترکیب کرد و برای اندازه‌گیری سطح مایعات، دوغاب، لجن و جامدات فله مناسب است. همچنین از اندازه‌گیری جریان کانال باز و کنترل پمپ پشتیبانی می‌کند. این دستگاه دارای رابط‌های ارتباطی و عملکردهای تشخیصی مختلفی برای کاربردهای پیچیده است.  Prosonic FMU30: این یک نسخه فشرده‌تر (سنسور و فرستنده یکپارچه) است. نصب آن آسان‌تر و مقرون به صرفه‌تر است، که اغلب برای تصفیه آب عمومی و کاربردهای تأسیساتی استفاده می‌شود.
• فرآیند انتخاب پیشنهادی:  غربالگری اولیه: بر اساس نوع سیال، محدوده اندازه‌گیری و دمای/فشار فرآیند، تعیین کنید که آیا فناوری اولتراسونیک مناسب است یا خیر. اگر کف قابل توجه، گرد و غبار، بخار سنگین، خلاء یا فشار بالا وجود دارد، سطح‌سنج‌های راداری را در اولویت قرار دهید.  تعریف نیازهای اصلی:

نیازهای دقیق خود را برای دقت، عملکردهای اضافی (مانند کنترل پمپ، محاسبه جریان)، گزینه‌های ارتباطی و گواهینامه‌های منطقه خطرناک مشخص کنید.

1.   انتخاب سری ابزار: بر اساس پیچیدگی برنامه و بودجه، بین یک واحد یکپارچه (به عنوان مثال، FMU30) یا یک واحد جداگانه (به عنوان مثال، سنسور FMU90 + FDU) انتخاب کنید. نسخه جداگانه انعطاف‌پذیری بیشتری را برای شرایط چالش‌برانگیز ارائه می‌دهد.
2.   پیکربندی پارامترهای دقیق: با استفاده از راهنمای انتخاب E+H یا پیکربندی‌کننده محصول، نوع سنسور، محدوده اندازه‌گیری، اتصال فرآیند، مواد محفظه، حفاظت از انفجار، اتصال الکتریکی و سیگنال‌های خروجی را بر اساس ابعاد مخزن، موقعیت نصب و خواص سیال خود مشخص کنید.
3.   با E+H یا یک توزیع‌کننده مجاز مشورت کنید: Endress+Hauser پشتیبانی فنی پیش از فروش حرفه‌ای را ارائه می‌دهد. قبل از تصمیم‌گیری نهایی، اکیداً توصیه می‌شود با مهندسان فروش یا توزیع‌کنندگان مجاز آنها تماس بگیرید. شرایط و الزامات فرآیند دقیق خود را در اختیار آنها قرار دهید و آنها می‌توانند توصیه‌های تخصصی ارائه دهند و به پیکربندی‌های مدل خاص کمک کنند.