Ultrasonic measurementTime-of-FlightProsonic FMU40

لول ترانسمیتر التراسونیک اندرس هاوزر FMU40، از انواع ترانسمیترهای سطح غیر تماسی است که با استفاده از امواج فراصوتی جهت اندازه گیری سطح سیالات خمیرها، مواد حجیم درشت و اندازه‌گیری جریان در کانال‌های باز یا سرریز به کار می رود.

یکی از پارامترهای بسیار مهم و کلیدی در صنایع فرآیندی اندازه گیری سطح مایعات داخل مخازن است. لول ترانسمیتر FMU40 یکی از ترانسمیترهای سطح التراسونیک می باشد که به روش غیر تماسی با سیال داخل مخزن، سطح آن را اندازه گیری می کند.

ترانسمیتر التراسونیک اندرس هاوزر FMU40 یک ترانسمیتر سطح فشرده دو سیمه است که در کاربردهای مختلف با مخازن ذخیره سازی، همزن  غیره استفاده می شود. محدوده قابل اندازه گیری ترانسمیتر FMU40 برای مایعات تا ۵ متر معادل ۱۶ فوت و برای جامدات بالکی تا ۲ متر معادل ۶.۶ فوت است.

در ادامه این نوشته به بررسی عملکرد، مشخصات فنی، مزایا، نکات نصب و خرید ترانسمیتر التراسونیک اندرس هاوزر FMU40 می پردازیم.

انواع تجهیزات اندازه گیری سطح

روش های مختلفی برای اندازه گیری و نمایش سطح سیالات داخل مخازن وجود دارد. بعضی از روش ها صرفا با نمایش مقدار سطح داخل مخزن این مقادیر را مشخص می کنند. به عبارت بهتر مقادیر سطح را به صورت محلی نمایش می دهند که به این تجهیزات در صنایع لول گیج (Level Gauge) می گویند.

این تجهیزات مقادیر سطح اندازه گیری شده را تنها به صورت محلی یا Local نمایش می دهند. در واقع امکان ارسال مقادیر اندازه گیری شده را در قالب هیچگونه سیگنالی به سیستم های کنترلی ندارند.

اما تجهیزات دیگری برای سنجش سطح سیالات داخل مخازن وجود دارند که به صورت الکترونیکی مقادیر اندازه گیری شده را به سیستم های کنترلی ارسال می کنند. به این تجهیزات ترانسمیتر سطح یا (Level Transmitter) گفته می شود.

لول ترانسمیترها در انواع تکنولوژی ها و مدل های مختلفی طراحی و تولید می شوند. هریک از این تکنولوژی ها با توجه به شرایط فرآیندی و نوع سیال انتخاب می شوند و روی مخازن نصب می گردند. ترانسمیترهای سطح التراسونیک، لول ترانسمیتر راداری، لول ترانسمیتر شناوری یا دیسپلیسری و ترانسمیترهای سطح هیدرواستاتیکی، همگی از انواع گوناگون این ترانسمیتر های سطح محسوب می شوند.

ترانسمیتر سطح التراسونیک (Ultrasonic Level Transmitter)

ترانسمیترهای سطح التراسونیک اندازه گیری پیوسته و قابل اطمینان سطح سیالات مختلف را ارائه می دهند. این تجهیزات امواج فراصوتی (مکانیکی) را به سطح سیال ارسال می کنند. در نهایت از طریق اختلاف زمانی رفت و برگشت امواج میزان سطح را اندازه گیری می کنند.

با توجه به اینکه امواج ترانسمیتر سطح التراسونیک تحت تاثیر ماهیت سیال قرار می گیرند برای مخازنی که گرد و غبار، کف یا فوم و سیال متلاطم دارند مناسب نمی باشند. لول ترانسمیتر FMU40 یکی از مدل های معروف لول ترانسمیتر التراسونیک است که توسط شرکت بزرگ اندرس هاوزر Endress+Hauser آلمان تولید میگردد.

لول ترانسمیتر التراسونیک اندرس هاوزر FMU40 به دلیل عدم تماس با سیال داخل مخزن، در سرویس هایی که سیال از خورندگی بالایی برخوردار می باشد، یکی از بهترین انتخاب ها خواهد بود. همچنین از این لول ترانسمیتر برای محیط های انفجاری، اندازه گیری فلوی عبوری از کانال های روباز و بسیاری از سرویس هایی که استفاده از سایر تکنولوژی های اندازه گیری سطح دارای محدودیت باشد، میتوان استفاده کرد.

لول ترانسمیتر التراسونیک FMU40 توسط ارسال امواج مکانیکی فراصوتی یا التراسونیک که فراتر از فرکانس شنوایی گوش انسان می باشد سطح سیالات داخل مخازن را اندازه گیری می کند.

مکانیزم عملکرد این ترانسمیترها به این صورت است که سنسور این دستگاه شروع به ارسال پالس های التراسونیک به سطح سیال می کند. این امواج به سطح سیال برخورد می کنند و پس از برخورد به آن، انرژی و فرکانس آنها کاهش پیدا خواهد کرد و از روی سطح سیال بازتاب می شوند.

ترانسمیتر سطح التراسونیک با اندازه گیری اختلاف زمانی بین ارسال پالس های التراسونیک و دریافت آنها، سطح سیال داخل مخزن را محاسبه می کند. این تجهیزات از زمان t و سرعت صوت c برای محاسبه سطح D بین ترانسمیتر و سطح سیال استفاده می کنند:

D = c * t/2

فرکانس ارسالی امواج توسط ترانسمیتر سطح التراسونیک FMU40 تقریبا معادل 70KHz است. با توجه به اینکه تغییرات دمایی سیال باعث تغییر در امواج فراصوتی بازگشتی از سطح سیال خواهد شد. این لول ترانسمیتر دارای سنسور دمایی داخلی NTC می باشد که تاثیرات دمایی را جبران سازی میکند. باعث افزایش دقت در اندازه گیری لول ترانسمیتر می شود.

مزایای ترانسمیتر التراسونیک اندرس هاوزر FMU40

• ۱.مناسب اندازه گیری سطح انواع مایعات، جامدات توده ای و پودری (Bulk) و همچنین اندازه گیری جریان عبوری از کانال های روباز
• ۲.راه اندازی سریع و ساده از طریق عملیات در محل با هدایت منو با نمایش متن ساده چهار خطی، ۷ زبان قابل انتخاب
• ۳.مناسب محیط های ضد انفجاری گازی و پودری (Gas and Dust-Ex)
• ۴.اندازه گیری غیر تماسی قابل اعتماد
• ۵.سنسور مقاوم در برابر مواد شیمیایی از PVDF
• ۶.کالیبراسیون بدون پر کردن یا تخلیه
• ۷.سنسور دمای یکپارچه برای تصحیح خودکار سرعت صدا وابسته به دما

نکات مهم در انتخاب لول ترانسمیتر اندرس هاوزر سری FMU

این لول ترانسمیتر همانطور که ذکر شد یک ترانسمیتر سطح به روش غیر تماسی است که اندازه گیری پیوسته (آنالوگ) از سطح سیال انجام می دهد. در نظر داشته باشید که ترانسمیتر هایی که اندازه گیری به روش غیر تماسی انجام می دهند نیاز به تعمیرات و نگهداری و سرویس های دوره ای بسیار کمتری دارند.

در انتخاب ترانسمیترهای سطح این نکته را باید در نظر داشت که ترانسمیتر های سطح التراسونیک به سبب اینکه امواج التراسونیک ارسال می کنند. این امواج در دسته بندی امواج مکانیکی هستند و پس از برخورد به سطح سیال انرژی آنها تضعیف می شود. این کاهش انرژی در برخورد با جامدات بیشتر از سیالات مایع است.

از این رو رنج قابل اندازه گیری توسط این ترانسمیترها در صورت وجود تلاطم یا موج، کف و فوم روی سطح مایعات، وجود غبار و ذرات جامد درون مخزن و همچنین اختلاف دمای بین سطح سنسور و سطح سیال تغییر می کند. این شرایط باعث می شود که انرژی امواج بیشتر از حالت نرمال کاهش پیدا کند و اندازه گیری را با خطا روبرو خواهند کرد.

به همین جهت همیشه با توجه به نوع سیال فرآیندی و رنج قابل اندازه گیری پس از در نظر گرفتن این حالات و شرایط، نسبت به طراحی لول ترانسمیتر و انتخاب نوع و مدل ترانسمیتر سطح اندرس هاوزر سری FMU باید اقدام کرد.