Seviye, endüstriyel proses izlemenin önemli hedef parametrelerinden biridir. Çeşitli tankların, siloların, havuzların vb. sürekli seviye ölçümünde, saha koşullarının çok çeşitli olması nedeniyle tüm çalışma koşullarını karşılayabilecek seviye ölçüm cihazlarına sahip olmak zordur.
Bunlar arasında radar ve ultrasonik seviye ölçerler, temassız ölçüm cihazlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Peki, radar seviye ölçer ile ultrasonik seviye ölçer arasındaki fark nedir? Bu iki ölçüm türünün prensibi nedir? Radar seviye ölçer ve ultrasonik seviye ölçerin avantajları nelerdir?
İlk olarak, ultrasonik seviye ölçer
Genellikle frekansı 20 kHz'den yüksek olan ses dalgalarına ultrasonik dalga diyoruz. Ultrasonik dalga, mekanik bir dalga türüdür; yani, elastik bir ortamda yayılma sürecinde mekanik titreşimdir. Yüksek frekans, kısa dalga boyu, küçük kırınım olayı ve iyi yönlülük ile karakterize edilir; ışın haline gelebilir ve yönlü olarak yayılabilir.
Sıvı ve katı maddelerde ultrasonik zayıflama çok küçüktür, bu nedenle nüfuz etme yeteneği güçlüdür, özellikle ışık geçirgen olmayan katı maddelerde ultrasonik dalgalar onlarca metre uzunluğa kadar nüfuz edebilir, safsızlıklarla veya arayüzlerle karşılaştığında önemli ölçüde yansıma gösterir; ultrasonik seviye ölçümü de bu özelliğinden yararlanır.
Ultrasonik algılama teknolojisinde, ultrasonik cihazın türü ne olursa olsun, elektrik enerjisini ultrasonik emisyona dönüştürmek ve ardından tekrar elektrik sinyallerine çevirmek gereklidir; bu işlevi yerine getiren cihaza ultrasonik dönüştürücü veya prob denir.
Çalışma sırasında, ultrasonik dönüştürücü ölçülecek nesnenin üzerine yerleştirilir ve aşağı doğru ultrasonik dalga yayar. Ultrasonik dalga hava ortamından geçer, ölçülecek nesnenin yüzeyine çarptığında geri yansır ve dönüştürücü tarafından alınarak elektriksel sinyale dönüştürülür. Bu sinyal algılandıktan sonra, elektronik algılama kısmı bunu görüntüleme ve çıkış için seviye sinyaline dönüştürür.
İki, radar seviye ölçer
Radar seviye ölçerinin çalışma modu, ultrasonik seviye ölçeriyle aynıdır ve radar seviye ölçeri de iletim-yansıtma-alma çalışma modunu kullanır. Fark, radar ultrasonik seviye ölçerinin ölçümünün esas olarak ultrasonik dönüştürücüye dayanması, radar seviye ölçerinin ise yüksek frekanslı başlığa ve antene dayanmasıdır.
Ultrasonik seviye ölçerler mekanik dalgalar kullanırken, radar seviye ölçerler ultra yüksek frekanslı (birkaç G ila onlarca G Hertz) elektromanyetik dalgalar kullanır. Elektromanyetik dalgalar ışık hızında hareket eder ve bu hareket süresi elektronik bileşenler tarafından seviye sinyaline dönüştürülebilir.
Yaygın olarak kullanılan bir diğer radar seviye ölçer ise yönlendirilmiş dalga radar seviye ölçeridir.
Yönlendirilmiş dalga radar seviye ölçer, zaman alanı yansıma ölçümü (TDR) prensibine dayalı bir radar seviye ölçerdir. Radar seviye ölçerin elektromanyetik darbesi, çelik kablo veya prob boyunca ışık hızında yayılır. Ölçülen ortamın yüzeyiyle karşılaştığında, radar seviye ölçerin darbesinin bir kısmı yankı oluşturmak üzere yansıtılır ve aynı yol boyunca darbeyi başlatan cihaza geri döner. Verici ile ölçülen ortam yüzeyi arasındaki mesafe, darbenin yayılma süresiyle orantılıdır ve bu süre zarfında sıvı seviyesi yüksekliği hesaplanır.
Üçüncüsü, radar ve ultrasonik seviye ölçerlerin avantajları ve dezavantajları.
1. Ultrasonik doğruluk radar kadar iyi değil;
2. Frekans ve anten boyutu arasındaki ilişki nedeniyle, daha yüksek frekansa sahip radar seviye ölçer daha küçük ve kurulumu daha kolaydır;
3. Radar frekansı daha yüksek olduğundan, dalga boyu daha kısadır ve eğimli katı yüzeylerde daha iyi yansıma olur;
4. Radar ölçümünün kör noktası ultrasonik ölçüme göre daha küçüktür;
5. Daha yüksek radar frekansı nedeniyle, radar ışın açısı küçüktür, enerji yoğunlaşır ve yankı yeteneği artar, ayrıca parazitlerin önlenmesine de yardımcı olur;
6. Mekanik dalgalar kullanan ultrasonik seviye ölçerler ile karşılaştırıldığında, radar temelde vakumdan, havadaki su buharından, tozdan (grafit, ferroalaşım ve diğer yüksek dielektrikli tozlar hariç), sıcaklık ve basınç değişikliklerinden etkilenmez;
Yayın tarihi: 18 Eylül 2023