Какви са разликите между ултразвуков нивомер и радарен нивомер?

Нивото е един от важните целеви параметри за мониторинг на промишлените процеси. При непрекъснато измерване на нивото на различни резервоари, силози, басейни и др. е трудно да се намерят нивомери, които да отговарят на всички работни условия, поради голямото разнообразие от полеви условия.

Сред тях радарните и ултразвуковите нивомери са широко използвани в безконтактните измервателни уреди. И така, каква е разликата между радарния нивомер и ултразвуковия нивомер? Какъв е принципът на тези два вида измерване? Какви са предимствата на радарния нивомер и ултразвуковия нивомер?

Първо, ултразвуков нивомер

Обикновено наричаме звукова вълна с честота над 20kHz ултразвукова вълна. Ултразвуковата вълна е вид механична вълна, т.е. механични вибрации в еластична среда по време на процес на разпространение. Тя се характеризира с висока честота, къса дължина на вълната, малък дифракционен феномен и добра насоченост. Може да се превърне в лъч и да се разпространява насочено.

Ултразвуковото затихване в течности и твърди тела е много малко, така че способността за проникване е силна, особено в светли, непрозрачни твърди тела. Ултразвукът може да проникне десетки метри на дължина, срещайки примеси или повърхности, ще има значително отражение, което се използва за измерване на нивото чрез ултразвук.

В технологията за ултразвуково откриване, независимо от вида на ултразвуковия инструмент, е необходимо електрическата енергия да се преобразува в ултразвуково излъчване и след това да се приеме обратно в електрически сигнали. Устройството, което изпълнява тази функция, се нарича ултразвуков преобразувател, известен още като сонда.

По време на работа ултразвуковият преобразувател се поставя над измервания обект и излъчва ултразвукова вълна надолу. Ултразвуковата вълна преминава през въздушната среда, отразява се обратно, когато докосне повърхността на измервания обект, и се приема от преобразувателя и се преобразува в електрически сигнал. След като засече този сигнал, електронната част за детектиране го превръща в сигнал за ниво за показване и извеждане.

Второ, радарно нивомер

Режимът на работа на радарния нивомер е същият като този на ултразвуковия нивомер, като радарният нивомер също използва режим на предаване – отразяване – приемане. Разликата е, че измерването на радарния ултразвуков нивомер се основава главно на ултразвуковия преобразувател, докато радарният нивомер разчита на високочестотната глава и антената.

Ултразвуковите нивомери използват механични вълни, докато радарните нивомери използват електромагнитни вълни с ултрависоки честоти (от няколко G до десетки G херца). Електромагнитните вълни се разпространяват със скоростта на светлината, а времето за пътуване може да се преобразува в сигнал за ниво чрез електронни компоненти.

Друг често срещан радарно нивомер е радарно нивомер с насочена вълна.

Радарният нивомер с насочена вълна е радарно нивомер, базирано на принципа на рефлектометрията във времевата област (TDR). Електромагнитният импулс на радарния нивомер се разпространява по стоманения кабел или сонда със скоростта на светлината. Когато достигне повърхността на измерваната среда, част от импулса на радарния нивомер се отразява, образувайки ехо, и се връща към устройството за пускане на импулси по същия път. Разстоянието между предавателя и повърхността на измерваната среда е пропорционално на времето за разпространение на импулса, през което се изчислява височината на нивото на течността.

Трето, предимствата и недостатъците на радарните и ултразвуковите нивомери

1. Ултразвуковата точност не е толкова добра, колкото тази на радара;

2. Поради връзката между честотата и размера на антената, радарният нивомер с по-висока честота е по-малък и по-лесен за инсталиране;

3. Тъй като честотата на радара е по-висока, дължината на вълната е по-къса и има по-добро отражение върху наклонени твърди повърхности;

4. Сляпата зона на радарното измерване е по-малка от тази на ултразвуковото измерване;

5. Поради по-високата радарна честота, ъгълът на радарния лъч е малък, енергията е концентрирана и ехото е подобрено, като същевременно е благоприятно за избягване на смущения;

6. В сравнение с ултразвуковите нивомери, използващи механични вълни, радарните измервателни уреди по принцип не се влияят от вакуум, водни пари във въздуха, прах (с изключение на графит, феросплави и други високодиелектрични прахове), промени в температурата и налягането;