關(guān)鍵要點
超聲波傳感器在管道內(nèi)的成功操作具有嚴格的管道要求
超聲波傳感器的性能受到物理原理的限制
可以在管道中獲得準確的結(jié)果，但是，必須考慮許多因素才能取得成功
許多咨詢工釆網(wǎng)的客戶要求選擇將超聲波傳感器安裝在管道中。在測試和開發(fā)周期中，我司發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用程序成功必須滿足的一些注意事項和要求。 當滿足所有這些時，用戶可以達到用于測量管道內(nèi)液位的所需成功水平。
管道要求?
一種常見的要求是傳感器在直徑為2至4英寸的管道中運行。 工釆網(wǎng)技術(shù)工程師完成測試以驗證此類操作。技術(shù)人員的測試發(fā)現(xiàn)傳感器可以放置在無縫管中。測試是在8英尺，40米的PVC管中進行的。下面我們跟隨工釆網(wǎng)小編一起了解如何在管道內(nèi)成功使用超聲波傳感器。
圖1顯示的是光滑的無縫鋼管，可得到zui好的結(jié)果。
測試中添加一個帶有聯(lián)軸器的兩英尺管道。結(jié)果是傳感器遠離關(guān)節(jié)，但不超出關(guān)節(jié)。原因是當在管道中添加接頭時，通常，接頭不平滑并且在管道的兩個部分之間留下間隙，這產(chǎn)生了聲音被反射回傳感器的位置，從而導致距接頭的距離。
下圖2顯示了接頭處的管道截面。
圖3顯示了一個僅在管道底部開槽的管道，可用于某些應(yīng)用。 傳感器不太可能超出插槽范圍。
根據(jù)設(shè)計，一些管道在管道的整個長度上開槽，并且通常不能超出管道中的槽，如圖4所示。
另一個重要的考慮因素是液滴在管道內(nèi)部的凝結(jié)，傳感器通常會報告這些液滴的范圍而不是液位。 這是因為液滴將聲音反射回傳感器。 圖5顯示了這個概念。
在一口井中使用傳感器是很常見的，將傳感器放置在較大罐內(nèi)的管道，以確保液位“靜止”進行測量。 它還可以防止外部物體或碎屑干擾傳感器的范圍讀數(shù)。為達到zui佳效果，應(yīng)該滿足兩個條件。例如：
必須滿足的第一個條件是管道內(nèi)部不能有水滴。這可能發(fā)生在從管道頂部向下流動的液體或冷凝水中，如圖5所示。
第二個條件是必須清除任何內(nèi)部堆積的碎屑或污泥。這通常發(fā)生在液體通常所處的水平。 通過定期清潔管道可以很容易地糾正這種情況。 有時這對用戶來說不是一個可行的要求
圖6顯示一個看起來像目標的集合。
管道運行的其他考慮
現(xiàn)在已經(jīng)了解了可以使用的管道類型，如圖1和圖3所示，在管道中操作傳感器時，還有一些必須注意的項目。
1.一些客戶發(fā)現(xiàn)有的傳感器可在直徑為6英寸或更大的管道內(nèi)工作。工釆網(wǎng)技術(shù)人員建議用戶考慮管徑大于8英寸。 這允許液體表面相對于管道操作的許多考慮因素而變成更大的目標。
2.當在具有缺陷，凹痕，叮當和斷裂的管道內(nèi)操作時，缺陷可能產(chǎn)生zui大的超聲波反射，導致該范圍被報告為不完美。 圍繞這些類型的問題的工程有限，同時仍提供可用的范圍數(shù)據(jù)。
3.多路徑反射（例如，直接到達表面的路徑以及從管道側(cè)面反彈然后撞擊表面并反彈回傳感器的其他路徑）。 當管道中的溫度發(fā)生變化時，這些反射可能導致目標看起來更近，更遠。 在某些情況下，這可能在5-10厘米之間，但通?？吹?-2厘米。
4.可能發(fā)生相位抵消，這導致來自液面的聲反射消失。這可能發(fā)生在管道中的某些距離或溫度下。 發(fā)生這種情況時，傳感器看不到液位。
綜上所述一個常見的問題是，您是否可以在管道之外設(shè)定目標？ 當管道指向空氣時，在管道的末端產(chǎn)生聲透鏡。 這通常會在管道末端創(chuàng)建一個目標，導致傳感器僅在管道末端而不是管道之外。一些用戶在管道中使用傳感器取得了成功。 選擇的傳感器是工釆網(wǎng)提供的防水超聲波液位傳感器 - MB7589，該傳感器具有一種自清洗功能。它可以輕輕地加熱傳感器的表面，在傳感器的換能器表面上霧化任何水分/冷凝。在遇到冷凝問題的各種應(yīng)用中，許多這樣的應(yīng)用需要自清洗，MB7589就是這些應(yīng)用而專門設(shè)計的。例如，在油箱中，或者是在水箱中，在晴朗的夜晚或寒冷的夜晚，這使得傳感器硬件比周圍環(huán)境更冷。在暴露的傳感器硬件的表面上會形成凝結(jié)水或霜。水和霜會阻礙傳感器操作，這些目標(在傳感器表面)將被檢測或引起反射，會降低傳感器的靈敏度，使得檢測數(shù)據(jù)不準確。自清洗操作的目的是防止積聚和消除堆積在傳感器表面的水分和霜。另外，MB7589有與MB7360一樣的性能，在惡劣環(huán)境下，MB7589性能更優(yōu)越。
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