سنسورهای سطح اولتراسونیک به طور گسترده در چاههای آب، مخازن، رودخانهها و کشتیهای صنعتی برای اندازهگیری سطح مایع بدون تماس، تعمیر و نگهداری-استفاده میشوند. با این حال، یک محدودیتی که هر مهندس و کاربر نهایی باید قبل از استقرار آن را درک کند، منطقه کور - ناحیه ای در نزدیکی صفحه حسگر است که اندازه گیری آن به سادگی امکان پذیر نیست.
منطقه کور چیست؟
منطقه کور (که فاصله خالی یا نزدیک{0}}منطقه مرده میدان نیز نامیده می شود) حداقل فاصله زیر سطح یکسنسور اولتراسونیککه در آن حسگر نمی تواند به طور قابل اعتماد سطح هدف را تشخیص دهد.
هنگامی که یک حسگر اولتراسونیک یک پالس را شلیک می کند، مبدل برای مدت کوتاهی - معمولاً چند صد میکروثانیه به شدت می لرزد. در طول این مدت، مبدل نمی تواند به طور همزمان به عنوان یک گیرنده عمل کند. هر اکویی که در حالی که هنوز "زنگ" به سنسور باز می گردد، توسط پالس ارسالی پوشانده می شود و شناسایی نمی شود.
به عبارت ساده: اگر سطح مایع به ناحیه کور بالا رود، حسگر توانایی خود را برای اندازهگیری از دست میدهد - ممکن است یک خطا را تولید کند، در آخرین خواندن خود ثابت شود، یا حداکثر سطح نادرست را گزارش کند.
چگونه منطقه کور بر اندازه گیری سطح مایع تأثیر می گذارد
1. از دست دادن اندازه گیری در سطوح پر شدن بالا
این رایج ترین نتیجه عملی است. هنگامی که سطح مایع در یک مخزن یا چاه به سمت سنسور بالا می رود، نقطه ای فرا می رسد که سطح مایع وارد منطقه کور می شود. در آن لحظه، سنسور دیگر نمی تواند اکو را تشخیص دهد و اندازه گیری نامعتبر می شود. در یک مخزن ذخیره، این بدان معناست که سیستم دقیقاً زمانی که مخزن تقریباً پر است، دید را از دست میدهد - لحظهای حیاتی برای جلوگیری از سرریز.
2. قرائت های نادرست یا خروجی های خطا
هنگامی که یک سطح در منطقه کور قرار دارد، سنسورهای مختلف رفتار متفاوتی دارند. برخی آخرین خواندن معتبر را خروجی میدهند، برخی دیگر حداکثر یا حداقل پیشفرض را خروجی میدهند و برخی دیگر خطای سختافزاری را پرچمگذاری میکنند. بدون درک منطقه کور، اپراتورها ممکن است این خروجی ها را با داده های سطح واقعی اشتباه بگیرند و تصمیمات نادرستی بگیرند.
3. کاهش محدوده اندازه گیری قابل استفاده
محدوده کل حسگر یک سنسور اولتراسونیک معمولاً از سطح سنسور تا حداکثر فاصله تشخیص آن مشخص می شود. با این حال، محدوده موثر یا قابل استفاده فقط در انتهای منطقه کور شروع می شود. یک سنسور با برد 5 متر و ناحیه کور 0.3 متر تنها 4.7 متر اندازه گیری واقعی را ارائه می دهد. در شناورهای کم عمق یا چاه هایی با عمق محدود، این کاهش می تواند قابل توجه باشد.
4. تأثیر در شرایط سطح در حال تغییر سریع-
در کاربردهایی که سطح مایع به سرعت افزایش مییابد - مانند بارندگی شدید در یک سیستم زهکشی یا پر شدن سریع مخزن فرآیند - ممکن است قبل از ایجاد هشدار، سطح از ناحیه کور عبور کند. سیستمهایی که به هشدارهای سطح-بالا متکی هستند، باید با تنظیم آستانههای هشدار بسیار کمتر از مرز منطقه کور، این را در نظر بگیرند.
چگونه از مشکلات ناحیه کور اجتناب کنیم یا آن را به حداقل برسانیم
1. سنسوری با ناحیه کور کوتاهتر انتخاب کنید
مستقیم ترین راه حل انتخاب سنسور طراحی شده با ناحیه کور کوچک است. برای مخازن بسیار کم عمق یا کاربردهایی که مایع به طور منظم به سنسور نزدیک میشود، سنسورهایی با ناحیه کور کمتر از 0.1 متر در نظر بگیرید، یا جایگزینهایی را جستجو کنید که مناطق کور ندارند.
2. سنسور را در ارتفاع مناسب نصب کنید
در حین نصب، سنسور باید طوری قرار گیرد که حداکثر سطح مایع مورد انتظار باشد.
3. از چاه سکون یا لوله راهنما در شرایط آشفته استفاده کنید
در کانالهای باز، رودخانهها یا مخازن هوادهی، آشفتگی سطحی میتواند پژواکهای پراکنده ایجاد کند و ناحیه کور مؤثر را تقویت کند. نصب حسگر روی یک چاه ساکن - یک لوله عمودی که امواج سطحی را مرطوب میکند - کیفیت اکو را بهبود میبخشد و محدوده اندازهگیری قابل استفاده را به صفحه سنسور نزدیکتر میکند.
4. جهت سنسور و زاویه پرتو را در نظر بگیرید
پرتو اولتراسونیک ساطع شده توسط سنسور یک پرتو کاملاً باریک نیست - در یک مخروط پخش می شود. در مخازن یا چاه های باریک، پرتو ممکن است به جای سطح مایع، به ویژه نزدیک به پایین، از دیواره داخلی منعکس شود. اطمینان از اینکه زاویه پرتو برای قطر ظرف مناسب است و سنسور به صورت عمودی و مرکزی نصب شده است، بازتاب های کاذب را کاهش می دهد و محدوده اندازه گیری موثر را گسترش می دهد.
منطقه کور یک ویژگی فیزیکی ذاتی فناوری سنجش اولتراسونیک است، نه یک نقص. درک آن به مهندسان و اپراتورها اجازه می دهد تا سیستم های اندازه گیری را طراحی کنند که به طور قابل اعتماد در تمام محدوده مورد نظر کار کنند.
اگر مطمئن نیستید که سنسور خاصی با عمق نصب یا هندسه رگ شما مناسب است یا خیر، با تیم فنی ما تماس بگیرید. ما می توانیم مدل سنسور مناسب و پیکربندی نصب را برای شرایط خاص شما توصیه کنیم.