ترانسمیتر راداری و ترانسمیتر آلتراسونیک

محتوای متن

عملکرد و کاربرد ترانسمیتر راداری و ترانسمیتر آلتراسونیک در اندازه‌گیری سطح سیالات

در صنعت امروز، ترانسمیتر راداری و ترانسمیتر آلتراسونیک به عنوان دو فناوری برتر در حوزه اندازه‌گیری غیرتماسی سطح سیالات، نقش حیاتی در تأمین نیازهای اساسی کنترل فرآیندها ایفا می‌کنند. این تجهیزات پیشرفته با بهره‌گیری از اصول فیزیکی موج‌های صوتی و الکترومغناطیس، امکان پایش پیوسته و دقیق سطح را حتی در شرایط سخت عملیاتی فراهم می‌سازند. مقاله حاضر به بررسی جامع این دو فناوری، اصول عملکرد، مزایا، محدودیت‌ها و کاربردهای اختصاصی ترانسمیترهای اولتراسونیک و راداری در صنایع مختلف می‌پردازد تا راهنمایی عملی برای انتخاب بهینه‌ترین گزینه در پروژه‌های صنعتی فراهم کند.

مکانیسم عملکرد ترانسمیتر راداری و ترانسمیتر آلتراسونیک

  • ترانسمیترهای سطح آلتراسونیک

ترانسمیتر سطح اولتراسونیک با ارسال امواج فراصوت به سمت سطح سیال و اندازه‌گیری زمان بازگشت موج عمل می‌کند.  در ابتدا سنسور دستگاه یک پالس فراصوت منتشر می‌کند که در محیط منتشر شده و به سمت سطح سیال پیش می‌رود. این پالس پس از برخورد با سطح سیال بازتاب می‌یابد و به سنسور بازمی‌گردد. دستگاه با اندازه‌گیری دقیق فاصلهٔ زمانی بین لحظهٔ ارسال و دریافت پالس و با اعمال محاسبات مبتنی بر سرعت صوت در محیط، فاصله تا سطح سیال را محاسبه می‌کند. این داده سپس به یک سیگنال استاندارد صنعتی (مانند 4-20 میلی‌آمپر) تبدیل شده و امکان پایش پیوسته سطح سیال را فراهم می‌آورد.

  • ترانسمیترهای سطح راداری

ترانسمیتر سطح راداری با انتشار امواج الکترومغناطیسی در محدوده مایکروویو به سمت سطح سیال عمل می‌کند. این امواج پس از برخورد با سطح سیال بازتاب شده و به دستگاه بازمی‌گردند. ترانسمیتر با اندازه‌گیری دقیق فاصله زمانی بین ارسال و دریافت سیگنال، فاصله تا سطح سیال را محاسبه نموده و این داده را به یک سیگنال استاندارد صنعتی قابل تفسیر (مانند سیگنال جریان ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر یا سیگنال دیجیتال) تبدیل می‌کند.

ارزیابی عملکرد سنسورهای سطح در چالش‌های محیطی:

معیار اولتراسونیک راداری توضیحات
دما و فشار تأثیرپذیر. دقت با تغییرات شدید دما کاهش می‌یابد. فشار بسیار بالا نیز بر عملکرد تأثیر می‌گذارد. کم‌تأثیر. تغییرات دما و فشار تأثیر بسیار ناچیزی بر امواج الکترومغناطیسی دارد.  برای محیط‌های با نوسانات شدید دما و فشار، رادار انتخاب پایدارتری است.
غبار،مه و بخار تأثیرپذیر. ذرات ریز غبار و قطرات متراکم مه و بخار می‌توانند امواج صوتی را جذب یا پراکنده کنند و باعث از دست دادن سیگنال یا اندازه‌گیری نادرست شوند. تقریباً بی‌تأثیر. امواج راداری به راحتی از غبار، مه، بخار عبور می‌کنند. برای محیط‌های مرطوب و پرغبار ایده‌آل هستند.  راداری عملکرد بهتر و قابل اعتمادتری در شرایطی که هوا پر از ذرات ریز است دارد.
کف و چگالی سطح تأثیرپذیر. کف متراکم، امواج صوتی را جذب می‌کند و مانع از بازگشت سیگنال می‌شود. همچنین سطوح با چگالی بسیار کم (مانند پودرهای نرم) ممکن است صوت را جذب کنند. تقریباً بی‌تأثیر. امواج راداری به راحتی از لایه‌های کف (حتی متراکم) عبور کرده و به سطح اصلی می‌رسند. چگالی ماده تأثیر چندانی ندارد.  راداری برای مخازن دارای کف یا مواد پودری بسیار مناسب است.
رطوبت و باران تأثیرپذیر. باران شدید می‌تواند در اندازه‌گیری اختلال ایجاد کند. رطوبت بالا نیز بر سرعت صوت تأثیر می‌گذارد. تقریباً بی‌تأثیر. امواج راداری به راحتی از باران و رطوبت عبور می‌کنند. برای کاربردهای فضای باز عالی است.  برای استفاده در فضای باز و تحت شرایط آب‌وهوایی نامناسب، رادار برتری دارد.
خواص ماده (ثابت دی‌الکتریک) بی‌تأثیر. عملکرد اولتراسونیک به خواص الکتریکی ماده (مانند ثابت دی‌الکتریک) وابسته نیست. برای مایعات و جامدات با ثابت دی‌الکتریک پایین (مانند نفت، حلال‌ها) عالی است. بسیار تأثیرپذیر. رادار برای انعکاس مناسب نیاز به ماده‌ای با ثابت دی‌الکتریک کافی دارد. برای موادی مانند نفت خام، گازوئیل و برخی پلاستیک‌ها ممکن است سیگنال ضعیف باشد.  اولتراسونیک. برای مایعات غیرقطبی (هیدروکربن‌ها) و سطوح با انعکاس‌پذیری الکتریکی پایین، اولتراسونیک گزینه بهتری است.
تغییرات چگالی و ویسکوزیته تأثیرپذیر. تغییرات چگالی و ویسکوزیته ماده می‌تواند بر میزان جذب امواج صوتی تأثیر بگذارد و دقت را کاهش دهد. بی‌تأثیر. امواج راداری توسط خواص فیزیکی مانند چگالی یا ویسکوزیته تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند. برای موادی که خواص آن‌ها به طور مداوم تغییر می‌کند، رادار پایدارتر است.
فضاهای بسته و محدود نیاز به فضای کافی. برای عملکرد نیاز به فضای کافی دارد. در فضاهای بسیار تنگ یا دارای موانع داخلی (مثل همزن‌ها) دچار مشکل می‌شود. تمرکز بالاتر. پرتو راداری باریک‌تر است و می‌تواند به راحتی از موانع کوچک عبور کند. برای مخازن با ساختار داخلی پیچیده مناسب‌تر است.  در فضاهای شلوغ و دارای موانع، رادار عملکرد مطمئن‌تری دارد.
هزینه ارزان‌تر. معمولاً هزینه خرید و نصب کمتری نسبت به سنسورهای راداری دارد. گران‌تر. فناوری پیچیده‌تر منجر به هزینه بالاتر می‌شود.  از نظر اقتصادی برای کاربردهای معمولی گزینه مقرون‌به‌صرفه‌تری است.
اکچویتور ON/OFF و Modulating؛ تفاوت‌ها و موارد استفاده

اکچویتور ON/OFF و Modulating؛ تفاوت‌ها و موارد استفاده

چگونه اکچویتور مناسب انتخاب کنیم؟

چگونه اکچویتور مناسب انتخاب کنیم؟ بررسی گشتاور، سرعت و شرایط کاری

راهنمای جامع انتخاب و نصب شیر اطمینان در صنعت

راهنمای جامع انتخاب و نصب شیر اطمینان در صنعت

انواع سوئیچ باکس و بررسی ساختار آن‌ها

انواع سوئیچ باکس و بررسی ساختار آن‌ها

محتوای متن