Kā izvēlēties PTFE sildītāju tvertnei ar ultraskaņas līmeņa sensoru?

Procesa tvertnē ir izsmalcināts ultraskaņas līmeņa sensors. Tas izmanto tīru, neizkropļotu atbalsi, lai mērītu šķidruma augstumu. Milzīgs vertikāls PTFE iegremdējamais sildītājs tiešā skaņas viļņa ceļā var darboties kā spēcīgs viltus atstarotājs, liekot sensoram pārprast līmeni un, iespējams, izraisīt nāvējošu sausu-ugunsgrēku vai pārplūdi. Sildītāja fiziskajai pozīcijai un orientācijai jābūt optimizētai ne tikai siltuma veiktspējai, bet arī tā, lai sensors būtu akustiski nenosakāms.

Interferences mehānisma izpratne
Ultraskaņas līmeņa sensori izsūta augstas frekvences skaņas impulsus (parasti 20–200 kHz) ciešā konusā. Skaņa izplatās lejup, atstarojas no šķidruma virsmas un atpakaļ uz sensoru. Lidojuma--mērīšanas laiks tiek pārtulkots attāluma rādījumā. Jebkurš ciets objekts šajā konusā, piemēram, sildītāja apvalki, kronšteini vai sadales kārbas, rada savu atbalsi. Bet, ja signāls no viltus atbalss ir pietiekami spēcīgs, sensors var nofiksēties uz tā, nevis uz īstās šķidruma virsmas.

Vertikāls PTFE iegremdējamais sildītājs, kas atrodas tvertnes centrā vai tā tuvumā, nodrošina plašu plakanu virsmu, kas ir perpendikulāra skaņas viļņa virzienam. Šī ģeometrija rada spilgtu spoguļattēlu. Pēc tam sensors to var interpretēt kā šķidruma līmeni sildītāja iegremdēšanas dziļumā, kas rada nepietiekamu piepildījumu (ja viltus atbalss pārsniedz patieso līmeni) vai pārpildījumu (ja sildītāja augšdaļa tiek uzskatīta par gandrīz pilnu stāvokli). Smagākos apstākļos sensors var pat neatpazīt šķidruma klātbūtni, ļaujot tvertnei izžūt, kamēr sildītājam paliek strāva, un tas ātri sabojā PTFE apvalku.

Atslēgas izvēles princips: Akustiskā neredzamība
PTFE sildītāja ultraskaņas līmeņa sensora tvertnes izvēles mērķis ir padarīt sildītāju akustiski nenosakāmu. To panāk, novietojot apsildāmo elementu pilnībā ārpus sensora ultraskaņas stara un likvidējot lielas plakanas virsmas, kas varētu darboties kā spoguļi. Problēma nav PTFE viela kā tāda - PTFE akustiskā pretestība ir līdzīga ūdenim un faktiski vājina skaņu mazāk nekā daudzi metāli. Problēma ir saistīta ar ģeometriju un atrašanās vietu.

Vēlamais sildītāju izvietojums
Vertikāls sildītājs, montēts sānos
PTFE vertikālais sildītājs tiek novietots uz tvertnes sānu sienas pēc iespējas tuvāk sienai, turot sildītāju ārpus centrālā stara ceļa. Ultraskaņas sensors parasti ir uzstādīts tvertnes augšdaļas centrā. Sānos -montētais sildītājs atrodas perifērijā, kur skaņas viļņu stiprums ir viszemākais. Šis izkārtojums ir pielāgots šaurām tvertnēm (diametrs < 1 m) vai šauram sensora stara leņķim (piemēram, . 5–10 grādi). Tomēr lielām tvertnēm vai platu -staru staru sensoriem (15–30 grādi) sānu sienas var būt arī apgaismotas.

Vēlamais risinājums: L-formas vai leņķa sildītājs
Lielākajā daļā iekārtu visuzticamākā izvēle ir L-formas vai leņķa PTFE iegremdējamais sildītājs. Šāda veida sildītāju ievieto caur sānu sprauslu, bet pēc tam pagriežas uz leju vai pa diagonāli tvertnē. Sildīšanas daļa atrodas paralēli sānu sienai un ir ļoti tuvu sānu sienai, parasti apmēram 50-100 mm no sienas. Skaņas viļņi lēnām izplatās no centra, tāpēc sensors nekad neredz šo sildītāju, jo tas vērš savu staru uz leju virzienā uz centru.

L formas sildītājam ir divas papildu priekšrocības:

Sildīšanas garums var būt garš (lielākā daļa šķidruma dziļuma) un joprojām būt ārpus stara.

Montāžas atloks atrodas sānu sienā tālāk no sensora uzstādīšanas augšējā centra, lai atvieglotu piekļuvi.

Sildītājam tvertnē jābūt neredzamam, klusam, prom no skaņas viļņiem, kas ir līmeņa kontroles acis.

Sildītājs ir uzstādīts uz sāniem vai horizontāli
Seklas tvertnes (< 500 mm height) may not accommodate vertical heaters without them protruding from the liquid. A horizontally mounted heater inserted through a side port and running along the bottom is completely out of the field of sight of the ultrasonic sensor. However, care must be taken to avoid placing the heater immediately under the sensor – a horizontal heater just below can still cause a reflection if the sound wave penetrates through the liquid and hits its top surface. The recommended practice is to incorporate a horizontal heater at least 200 mm away from the vertical axis of the sensor.

Ko NEDRĪKST darīt: Vertikāls sildītājs centrā
Sliktākā iespējamā vieta tvertnei ar ultraskaņas līmeņa sensoru ir centrs, kur vertikālā stāvoklī ir novietots PTFE sildītājs. Sildītājs ir liels cilindrisks mērķis, kas atrodas tieši stara ceļā. Pat ja sensora programmatūra ietver atbalss samazināšanas paņēmienus, spēcīga, pastāvīga nepatiesa atbalss no centrālā sildītāja parasti tiek nepareizi identificēta. Tieši šī dizaina kļūda ir izraisījusi vairākas ultraskaņas līmeņa kontroles lauka kļūmes uz apsildāmām tvertnēm.

Tehniskās integrācijas problēmas
Ultraskaņas sensora konfigurācija
Pirms sildītāju izvēles ir jānosaka šādi sensora parametri:

Stara leņķis (parasti 5-30 grādi). Tas norāda skaņas konusu. Stara diametru noteiktā attālumā no sensora var aprēķināt šādi: stara diametrs=2*attālums*iedegums(stara leņķis/2)

Mirušā josla: apgabals tieši sensora priekšā (parasti 0,1–0,5 m), ko nevar izmērīt. Neviena sildītāja daļa (ieskaitot kronšteinus vai sadales kārbas) nedrīkst izvirzīties šajā zonā.

Deadband: telpa, pirms sensors sāk darboties. Minimālais uztveršanas attālums.

Sildītāja stāvokļa pārbaude
Kad esat izvēlējies sildītāja veidu un uzstādīšanas vietu, pirms faktiskās uzstādīšanas ir jāveic ātra kartēšanas pārbaude. Pārbaudes procedūra:

Piestipriniet ultraskaņas sensoru tam paredzētajā vietā.

Novietojiet PTFE sildītāju (vai tādas pašas formas un izmēra maketu{0}}) plānotajā vietā tvertnē.

Piepildiet tvertni ar ūdeni līdz zināmam augstumam.

Nedaudz pārvietojiet sildītāju un novērojiet sensora izvadi. Jebkurš pēkšņs lēciens norādītajā līmenī ir nepatiesa atbalss no sildītāja.

Mainiet sildītāja pozīciju vai orientāciju, lai visā darba līmeņa diapazonā nebūtu nepatiesas{0}}atbalss.

Šis tests īpaši attiecas uz tvertnēm ar sarežģītām iekšējām konstrukcijām (deflektori, maisītāji, spoles), kas var izraisīt papildu atstarojumu.

Montāžas kronšteins un sadales kārbas novietojums
Daudzi tvertnes augšpusē vai sānu sienā uzstādītie sildītāji ir aprīkoti ar metāla stiprinājuma kronšteiniem un elektriskajām sadales kārbām. Tie arī jāpatur ārpus ultraskaņas stara. Pat ja pats PTFE apvalks ir pareizi noslēpts, metāla kronšteins tuvu sensoram var izraisīt ievērojamu atbalsi. Sadales kārbai jāatrodas vai nu zem sensora staru kūļa ceļa, vai arī sensora tvertnes pusē. Ja tvertnei ir plakana augšdaļa, novietojiet sensoru vietā, kur staru kūļa konusā nav citu augšējo -cauruļu (piem., sildītāja atloku, termoieru vai iegremdējamo cauruļu).

Praktiskās atlases kontrolsaraksts
Lai izvēlētos PTFE sildītāju tvertnei ar ultraskaņas līmeņa sensoru, tiks izmantots šāds kontrolsaraksts:

Iegūstiet sensora datus: staru kūļa leņķi, nedzīvās joslas attālumu un montāžas vietu.

Nosakiet stara nospiedumu parastajā šķidruma dziļumā.

Sijas konusa iekšpusē nav sildītāja vai kronšteina. Neinstalējiet centralizēti.

Izvēlieties sānos -montētus L- vai leņķus sildītājus, kas notur apsildāmo daļu tuvu tvertnes sienai.

Horizontāls stiprinājums seklajām tvertnēm (nodrošiniet, lai sildītājs neatrastos tieši zem sensora)

Kartēšanas pārbaude ar ūdeni pirms ķīmiskās apkopes.

Ievadiet galīgo pozīciju uzstādīšanas zīmējumā.

Vilcienu operatoriem ir jāatzīst, ka strauja līmeņa nolasījuma maiņa var būt saistīta ar sildītāja kustību (piemēram, vibrācijas dēļ) staru kūļa ceļā.

Secinājums: Apkure, kas ir akustiski neredzama
Pareiza PTFE sildītāja izvēle tvertnei ar ultraskaņas līmeņa sensoru ir akustiskās pozicionēšanas mācība. Tas nodrošina skaidru un precīzu vitālā līmeņa atgriezenisko saiti (sensora atbalsi) bez viltus atspīdumiem no sildelementa. Optimālais apkures dizains ir tāds, kas neaizsedz citus tvertnes sensorus. Uzticamu un drošu tvertnes līmeņa pārvaldību var panākt, izvēloties sānos -uzmontētu L- formas sildītāju un apstiprinot tā pozīciju, veicot kartēšanas testu, un pārliecinoties, ka visi kronšteini un savienojuma kārbas atrodas ārpus ultraskaņas stara. Šis mazais integrācijas vienums ir izraisījis neskaitāmas sausas-ugunsgrēka kļūmes un pārplūdes problēmas. Dažas minūtes akustiskās plānošanas projektēšanas laikā var ietaupīt vairākus mēnešus ilgas atkļūdošanas.