Procesa tvertnes izsmalcinātais ultraskaņas līmeņa sensors paļaujas uz tīru, neizkropļotu atbalsi, lai mērītu šķidruma augstumu. Liels, vertikāls PTFE iegremdējamais sildītājs, kas atrodas tieši skaņas viļņa ceļā, var darboties kā spēcīgs, viltus atstarotājs, liekot sensoram nepareizi nolasīt līmeni un, iespējams, izraisīt bīstamu sauso uguni vai pārplūdi. Sildītāja fiziskais novietojums un orientācija ir jāizvēlas ne tikai siltuma veiktspējas dēļ, bet arī tā, lai tas sensoram būtu akustiski neredzams.

Interferences mehānisma izpratne

Ultraskaņas līmeņa sensori šaurā konusā izstaro augstas frekvences skaņas impulsus (parasti 20–200 kHz). Skaņa virzās uz leju, atstarojas no šķidruma virsmas un atgriežas sensorā. Lidojuma laika mērījums tiek pārveidots attāluma rādījumā. Jebkurš ciets objekts šajā konusā-ieskaitot sildītāja apvalkus, kronšteinus vai sadales kārbas-izraisa savu atbalsi. Ja šī viltus atbalss ir pietiekami spēcīga, sensors var nofiksēties uz tā, nevis uz patiesās šķidruma virsmas.

Vertikāls PTFE iegremdējamais sildītājs, kas uzstādīts netālu no tvertnes centra, nodrošina lielu, plakanu virsmu, kas ir perpendikulāra skaņas viļņu ceļam. Šī ģeometrija rada spēcīgu spoguļattēlu. Sensors var interpretēt šo atspīdumu kā šķidruma līmeni sildītāja iegremdēšanas dziļumā, izraisot nepietiekamu piepildījumu (ja viltus atbalss pārsniedz reālo līmeni) vai pārpildījumu (ja sildītāja augšdaļa tiek interpretēta kā gandrīz pilna). Ārkārtējos gadījumos sensoram var neizdoties pilnībā noteikt šķidrumu, ļaujot tvertnei iztukšot, kamēr sildītājam paliek strāva-, kas ātri iznīcina PTFE apvalku.

Atslēgas izvēles princips: Akustiskā neredzamība

MērķisPTFE sildītāja ultraskaņas līmeņa sensora tvertnes izvēleir padarīt sildītāju akustiski neredzamu. Tas tiek panākts, novietojot apsildāmo elementu pilnībā ārpus sensora ultraskaņas stara un izvairoties no lielām, plakanām virsmām, kas varētu darboties kā spoguļi. Pats PTFE materiāls nav problēma-PTFE akustiskā pretestība ir līdzīga ūdenim un faktiski vājina skaņu mazāk nekā daudzi metāli. Problēma ir ģeometrijā un izvietojumā.

Vēlamās sildītāja konfigurācijas

Sānos montējams vertikālais sildītājs

Vertikāls PTFE sildītājs, kas uzstādīts uz tvertnes sānu sienas, pēc iespējas tuvāk sienai, notur sildītāju ārpus centrālā stara ceļa. Ultraskaņas sensors parasti atrodas tvertnes augšdaļas centrā. Sānos uzstādītais sildītājs atrodas netālu no perifērijas, kur skaņas viļņu intensitāte ir viszemākā. Šī konfigurācija labi darbojas šaurām tvertnēm (diametrs < 1 m) vai ja sensora stara leņķis ir šaurs (piemēram, 5–10 grādi). Tomēr platām tvertnēm vai sensoriem ar platu staru kūli (15–30 grādi) var tikt apgaismotas pat sānu sienas.

Leņķveida vai L formas sildītājs (vēlamais risinājums)

Lielākajai daļai iekārtu visuzticamākais risinājums ir leņķa vai L formas PTFE iegremdējamais sildītājs. Šāds sildītājs tiek ievietots caur sānu sprauslu, bet pēc tam noliecas uz leju vai pa diagonāli tvertnē. Apsildāmā daļa iet paralēli sānu sienai un atrodas ļoti tuvu tai-parasti 50–100 mm attālumā no sienas. Sensora stars, kas vērsts uz leju uz centru, nekad nesaskaras ar šo sildītāju, jo skaņas viļņi novirzās uz āru tikai pakāpeniski.

L formas sildītājs piedāvā divas papildu priekšrocības:

Sildīšanas garumu var padarīt garu (nosedzot lielāko daļu šķidruma dziļuma), vienlaikus paliekot ārpus stara.

Montāžas atloks atrodas sānu sienā, prom no augšējā centra, kur ir uzstādīts sensors, tādējādi atvieglojot piekļuvi.

Sildītājam ir jābūt klusai, neredzamai klātbūtnei tvertnē, paslēptai no skaņas viļņiem, kas ir līmeņa kontroles acis.

Diagonāli vai horizontāli uzstādīts sildītājs

Seklām tvertnēm (augstums < 500 mm) vertikālais sildītājs var neiederēties, ja tas neizvirzās virs šķidruma. Horizontāli uzstādīts sildītājs, kas ievietots caur sānu portu un darbojas gar apakšu, paliek pilnībā zem ultraskaņas sensora redzamības līnijas. Tomēr ir jāuzmanās, lai sildītājs neatrastos tieši zem sensora-horizontālais sildītājs tieši zem tā joprojām var radīt atspīdumu, ja skaņas vilnis iet cauri šķidrumam un skar tā augšējo virsmu. Labākā prakse ir novietot horizontālo sildītāju vismaz 200 mm attālumā no sensora vertikālās ass.

No kā izvairīties: Centrālais vertikālais sildītājs

Centrālais, vertikāli uzstādīts PTFE sildītājs ir sliktākais iespējamais novietojums tvertnei, kas aprīkota ar ultraskaņas līmeņa sensoru. Sildītājs darbojas kā liels, cilindrisks mērķis tieši stara ceļā. Pat ja sensora programmaparatūra ietver atbalss slāpēšanas algoritmus, spēcīga, konsekventa viltus atbalss no centrālā sildītāja bieži tiek nepareizi interpretēta. Daudzas ultraskaņas līmeņa kontroles lauka kļūmes uz apsildāmām tvertnēm ir izsekotas tieši šīs konstrukcijas pārraudzības dēļ.

Integrācijas tehniskie apsvērumi

Ultraskaņas sensora parametri

Pirms sildītāja izvēles ir jāiegūst šādas sensora specifikācijas:

Stara leņķis(parasti 5–30 grādi). Tas nosaka skaņas konusu. Noteiktā attālumā no sensora stara diametru var aprēķināt: staru kūļa diametrs=2 × attālums × iedegums(stara leņķis/2).

Dead band: apgabals tieši pirms sensora (parasti 0,1–0,5 m), kur mērījumus nav iespējams veikt. Neviena sildītāja sastāvdaļa (tostarp kronšteini vai sadales kārbas) nedrīkst iekļūt šajā zonā.

Minimālais uztveršanas attālums: Sensora efektīvais diapazons sākas pēc mirgojošās joslas.

Sildītāja izvietojuma pārbaude

Pēc sildītāja tipa un uzstādīšanas vietas izvēles ir vienkāršakartēšanas testsjāveic pirms galīgās uzstādīšanas. Pārbaudes procedūra:

Uzstādiet ultraskaņas sensoru paredzētajā pozīcijā.

Novietojiet PTFE sildītāju (vai identiskas formas un izmēra maketu) tvertnē piedāvātajā vietā.

Piepildiet tvertni ar ūdeni līdz zināmam līmenim.

Ievērojiet sensora izvadi, kad sildītājs tiek pakāpeniski pārvietots. Jebkurš pēkšņs ziņotā līmeņa lēciens norāda uz nepatiesu atbalsi no sildītāja.

Pielāgojiet sildītāja pozīciju vai orientāciju, līdz visā darbības līmeņa diapazonā netiek konstatēta viltus atbalss.

Šis tests ir īpaši svarīgs tvertnēm ar sarežģītām iekšējām konstrukcijām (deflektori, maisītāji, spoles), kas var radīt papildu atspīdumus.

Montāžas kronšteina un sadales kārbas novietojums

Sildītāja montāžas kronšteins un elektriskā sadales kārba bieži ir metāla detaļas, kas piestiprinātas tvertnes augšējai daļai vai sānu sienai. Tiem arī jābūt ārpus ultraskaņas stara. Metāla kronšteins, kas atrodas netālu no sensora, var radīt spēcīgu atbalsi pat tad, ja pats PTFE apvalks ir labi paslēpts. Sadales kārba jāuzstāda zem sensora staru kūļa ceļa vai tvertnes pusē tālu no sensora. Ja tvertnei ir plakana augšdaļa, sensors jānovieto vietā, kur staru kūļa konusā neatrodas citi augšpusē iekļūstoši piederumi (ieskaitot sildītāja atlokus, termoizolācijas vai iegremdēšanas caurules).

Praktiskās atlases kontrolsaraksts

Šis kontrolsaraksts palīdz izvēlēties PTFE sildītāju tvertnei ar ultraskaņas līmeņa sensoru:

Iegūstiet sensora datus:Stara leņķis, tukšās joslas attālums un montāžas vieta.

Aprēķināt stara nospiedumutipiskā šķidruma dziļumā.

Izvairieties no izvietošanas centrā:Sijas konusa iekšpusē nav sildītāja vai kronšteina.

Dodiet priekšroku sānos uzstādītiem L formas vai leņķa sildītājiemkas notur apsildāmo sekciju tuvu tvertnes sienai.

Apsveriet horizontālo montāžuseklām tvertnēm (nodrošiniet, lai sildītājs neatrastos tieši zem sensora).

Veiciet kartēšanas pārbaudiar ūdeni pirms ķīmiskās apkopes.

Dokumenta galīgā pozīcijauzstādīšanas zīmējumā.

Vilcienu operatorilai atpazītu, ka pēkšņas līmeņa nolasījuma izmaiņas var liecināt par sildītāja kustību (piem., no vibrācijas) stara ceļā.

Secinājums: Akustiski neredzama apkure

Pareiza PTFE sildītāja izvēle tvertnei ar ultraskaņas līmeņa sensoru ir pētījums par akustisko izvietojumu. Tas nodrošina, ka svarīgā līmeņa atgriezeniskā saite-sensora atbalss-paliek tīra, precīza un netraucē sildelementa viltus atstarojumi. Labākais apkures dizains ir tāds, kas neaizklāj citus tvertnes sensorus. Izvēloties sānos uzstādītu L-veida sildītāju, pārbaudot tā atrašanās vietu ar kartēšanas testu un neatļaujot visus kronšteinus un sadales kārbas no ultraskaņas stara, var panākt uzticamu un drošu tvertnes līmeņa kontroli. Šīs vienkāršās integrācijas detaļas neievērošana ir izraisījusi neskaitāmas sausas uguns atteices un pārplūdes gadījumus. Dažas minūtes, kas veltītas akustiskai plānošanai projektēšanas stadijā, novērš vairākus mēnešus ilgus traucējumus vēlāk.