Ultrazvukové hladinomery pre malé projekty: Naozaj stoja za peniaze?

Manažér závodu mi minulú jar poslal e-mailom tabuľku porovnávajúcu štyri ponuky snímačov hladiny pre jednu 2 000-litrovú dávkovaciu nádrž. Ceny sa pohybovali od 80 do 950 USD za v podstate rovnakú prácu: povedzte operátorovi, kedy má doplniť. Toto rozšírenie je dôvod, prečo sa táto otázka stále objavuje. Niekde medzi lacným plavákovým spínačom a plnohodnotnýmradarový vysielačsedíultrazvukový hladinomera pre väčšinu malých tankov je to možnosť, že ľudia nakoniec ľutujú najmenej -, ale nie vždy.

Toto nie je článok „kúpiť toto“. Je to návod, kam idú náklady, kde sa ultrazvuk rýchlo vypláca a kde sa potichu stáva nesprávnou voľbou, aj keď na cenovej kalkulácii vyzeral najlacnejšie.

Čo sa počíta ako „malý projekt“ tu

Tento výraz sa voľne hádže, takže stojí za to ho popísať. V tomto diele malý projekt znamená:

Jedna nádrž alebo malý zhluk nádrží - vody, dávkovania chemikálií, paliva alebo procesnej kvapaliny - vo všeobecnosti s výškou do 10 – 15 metrov
Dielňa, malá linka na nápoje alebo potraviny, farma alebo vzdialené monitorovacie miesto bez špeciálneho rozpočtu na prístrojové vybavenie
Niekto z tímu údržby, nie kontrolný technik, vykonáva inštaláciu a príležitostné riešenie problémov

Dôvod, prečo je to dôležité: špecifikácie napísané pre tankovú farmu v rafinérii sa neprenášajú čisto do cisterny na dažďovú vodu za skladom. Logika nákupu je iná, keď nie je k dispozícii žiadny interný{1} inžinier, ktorý by zariadenie strážil.

Ako senzor skutočne funguje, v jednoduchých podmienkach

Nad kvapalinou sa montuje ultrazvukový vysielač a vysiela zvukový impulz smerom nadol. Časuje, ako dlho trvá, kým sa ozvena odrazí od povrchu a vráti sa späť, a potom to prevedie na vzdialenosť a úroveň. Kvapaliny sa nič nedotýka, takže nie je čo korodovať, natierať alebo vymieňať -, čo je veľká časť toho, prečo sa táto technológia tak často objavuje pri úprave vody, spracovaní potravín a manipulácii s ľahkými chemikáliami.

Väčšina -jednotiek na všeobecné účely predávaných pre malé nádrže pokrýva rozsahy približne do 8 – 10 metrov a výrobcovia ponúkajú modely s užším uhlom{3}}vyžarovania špeciálne pre tesné plavidlá, spolu s kratšími mŕtvymi pásmami, ktoré umožňujú získať späť použiteľnú výšku nádrže -, niekoľko dodávateľov teraz vyrába špeciálne pre-obmedzené inštalácie [1]. Na tomto detaile záleží viac, ako to vyzerá - senzor so širokým lúčom alebo dlhým pásmom necitlivosti môže zanechať zmysluplný kúsok malej nádrže trvalo nečitateľný, čo si nikto nevšimne, kým nádrž počas topenia nepretečie-.

What is ultrasonic level sensor?

Za čo vlastne platíte

Hardvér

Jednotky základnej{0}}úrovne pre tanky, bubny a koše začínajú na nízkych stovkách dolárov, pričom základné modely sú uvedené od približne 125 USD v závislosti od rozsahu a typu výstupu [2]. Prejdite na programovateľné relé, výstup 4-20 mA a kryty odolné voči chemikáliám-, ako je PVDF alebo nehrdzavejúca oceľ, a zvyčajne sa pohybujete v rozmedzí 300 – 800 USD. Verzie{10}}odolné proti výbuchu alebo verzie s dlhým dosahom sú vyššie.

Pre porovnanie, bez{0}}dotykový radar je cenovo o niečo vyšší a vo všeobecnosti je lepším riešením pre nádrže s miešadlami, vnútornou konštrukciou alebo aplikáciami, kde na presnosti skutočne záleží -, ale stojí to viac a správne naladenie trvá dlhšie. - kompaktné radarové jednotky dokážu udržať presnosť v rozmedzí približne ±2 mm na kvapalinách a kaloch, čo je zmysluplný krok nahor oproti zodpovedajúcemu zvýšeniu ceny o [3].

Inštalácia

To je miesto, kde ultrazvuk zvyčajne vyhráva pri malých nastaveniach. Snímač je umiestnený na vrchu nádrže - žiadne rezanie do steny nádoby, žiadna stíracia šachta, žiadne horúce-povolenie práce s mokrou armatúrou. Technik údržby môže vo všeobecnosti namontovať a pripojiť základnú jednotku za menej ako hodinu, najmä na modeloch, ktoré úplne vynechávajú externý konfiguračný softvér.

Priebežná údržba

Pretože iba čelo snímača je vystavené priestoru nad nádržou, nie kvapaline, ultrazvukové snímače obchádzajú znečistenie a mechanické opotrebovanie, ktoré nakoniec zabije plavákové spínače a posuvné meradlá v špinavom alebo viskóznom médiu. Niekoľkí výrobcovia priemyselných-jednotiek ponúkajú desiatky rokov služby bez skutočnej plánovanej údržby za normálnych podmienok - niektoré ťažké-priemyselné jednotky majú hodnotenie služieb aj za hranicou 20-rokov [4]. Pri prevádzke bez zmluvy o údržbe je to často číslo, ktoré skutočne rozhoduje o kúpe – nie cena nálepky.

integrácia

Štandardný analógový výstup (4-20 mA alebo 0{4}}10 V) sa pripája takmer k akémukoľvek PLC alebo základnému ovládaču bez proprietárneho softvéru. Vďaka tomu je malý{5}}účet za integráciu projektu nízky, pretože nikto nemusí licencovať konfiguračný nástroj ani nikoho posielať na školenie -, čo sa môže stať pri radarových systémoch vyššej kategórie alebo systémoch s riadenými vlnami.

Rýchle skutočné{0}}porovnanie so svetom

Malá operácia plnenia do fliaš, s ktorou som pracoval, spočívala v spustení dvoch plavákových spínačov na nádrž -, jeden na vysokú hodnotu, jeden na nízku hodnotu - na súprave štyroch nádrží na sirup. Spínače fungovali, až kým nefungovali: lepkavé zvyšky sirupu pravidelne zasekli plavákové rameno a dvakrát do roka musel niekto vytiahnuť spínač a vyčistiť ho, čo znamenalo najprv vypustiť nádrž. Zámena na jeden ultrazvukový vysielač na nádrž s výstupom 4-20 mA napojený na existujúce PLC úplne eliminoval cyklus vypúšťania a čistenia. Hardvér stál vopred viac ako pár plavákov, ale práca ušetrená pri dvoch odstávkach ročne zaplatila tento rozdiel späť počas prvých dvanástich mesiacov. To je vzorec, ktorý sa znovu a znovu objavuje na malých projektoch: výhra nespočíva v jednotkovej cene, ale v tom, čo prestanete robiť potom.

Ultrazvuk je jasný výber

Čistenie{0}}až{1}}mierne{2}}čistite kvapaliny v otvorených alebo odvetrávaných nádržiach - voda, mierne dávkovanie chemikálií, palivo, skladovanie dažďovej vody
Dodatočné vybavenie, kde rezanie do existujúcej nádrže nie je možné
Vzdialené alebo bezobslužné miesta, pretože menej pohyblivých častí znamená menej dôvodov jazdiť tam
Rozpočtové-obmedzené malé operácie, kde presnosť radarovej{1}}úrovne jednoducho nie je potrebná

Kde to nestačí - aj pri malej práci

Pena, ťažká para alebo turbulentný povrch

Meranie závisí od čistej ozveny. Pena, kondenzácia alebo hustá para na povrchu snímača rozptyľuje alebo absorbuje impulz a vytvára nespoľahlivé údaje, čo je dobre{1}}zdokumentovaná slabá stránka technológie v nádržiach s vnútornými prekážkami alebo ťažkou penou a parami [5]. Fermentačné nádrže a niektoré aplikácie odpadových vôd pravidelne padajú do tejto pasce. Vysielač hydrostatického tlaku alebo riadená radarová jednotka je zvyčajne lepšia dlhodobá{5}}stávka, a to aj pri obmedzenom rozpočte.

Vnútorné prekážky

Rebríky, miešadlá, ohrievacie cievky a prepážky odrážajú falošné ozveny späť k senzoru. Radar s úzkym-lúčom s lepším potlačením prekážok sa často oplatí investovať do toho, keď má tank v ceste signálu interný hardvér.

Prísne požiadavky na presnosť

Ultrazvukové meradlá dosahujú presnosť okolo 0,25 – 0,5 % z celého rozsahu, čo pohodlne pokrýva väčšinu úloh pri skladovaní a dávkovaní. Ak proces vyžaduje milimetrovú-opakovateľnosť na úrovni - presné dávkovanie chemických pomerov, napríklad - opäť prísnejšia presnosť radaru -, približne ±2 mm na kvapaliny a kaly -, je obhajiteľnejším nákladom [3].

Tri otázky pred kúpou

Je nádrž odvzdušnená a má primerane pokojnú hladinu?Ak áno, ultrazvuk zostane v hre.
Nejaké vnútorné prekážky, ťažká pena alebo hustá para?Ak áno, pozrite sa radšej na radar alebo hydrostatický senzor.
Potrebujete väčšiu presnosť ako 0,5%?Ak áno, úspora ultrazvukového hardvéru pravdepodobne nevykompenzuje náklady na re{0}}kalibráciu alebo odchýlku procesu.

Ak je vaša nádrž čistá, odvetrávaná a bez vnútorných prekážok, -, čo popisuje väčšinu malých komerčných a ľahkých{1}}priemyselných nastavení, - je veľmi pravdepodobné, že ultrazvuk je najefektívnejšou možnosťou na stole, pretože kombinuje nízke náklady na hardvér, minimálnu námahu pri inštalácii a takmer{4}}nulovú údržbu počas svojej životnosti.

FAQ

Je ultrazvukový hladinomer dostatočne presný pre malú nádrž?

Pre väčšinu aplikácií na skladovanie, dávkovanie a sledovanie zásob áno. Presnosť 0,25 – 0,5 % plného rozsahu je viac než dostatočná pre nádrže pod 10 – 15 metrov. Obmedzením sa stáva len pre procesy vyžadujúce opakovateľnosť na milimetrovej-úrovni, ako je napríklad presné dávkovanie.

Ako dlho zvyčajne vydrží ultrazvukový snímač hladiny?

Jednotky priemyselnej{0}}triedy sú bežne hodnotené na desaťročia nepretržitej prevádzky bez plánovanej údržby, pretože snímač sa nikdy nedotkne kvapaliny. Skutočná životnosť do značnej miery závisí od okolitých podmienok - výpary, prach a kolísanie teploty na prednej strane snímača ju skracujú.

Môžu byť ultrazvukové snímače použité s korozívnymi alebo viskóznymi kvapalinami?

Často áno, práve preto, že snímač sa média nedotýka. Limitujúcim faktorom nie je samotná kvapalina, ale to, čo sa deje na povrchu -, pena, silná para alebo striekanie môže rušiť signál bez ohľadu na to, o akú kvapalinu ide.

Aký je hlavný dôvod, prečo ultrazvukové meradlo poskytuje nespoľahlivé údaje?

Takmer vždy jedna z troch vecí: pena alebo para na čele snímača, vnútorná prekážka odrážajúca falošnú ozvenu alebo mŕtve pásmo, ktoré je príliš dlhé na výšku nádrže. Kontrola týchto troch pred obviňovaním snímača vyrieši väčšinu sťažností v teréne.

Je ultrazvuk alebo radar lepšou voľbou pre nových{0}}kupujúcich s obmedzeným rozpočtom?

Pre čistú odvetrávanú nádrž bez vnútornej štruktúry je ultrazvuk zvyčajne cenovo{0}}efektívnejším východiskovým bodom. Radar získava vyššiu cenu, keď má nádrž miešadlá, rebríky alebo iné prekážky, alebo keď sú požiadavky na presnosť nezvyčajne prísne.

Potrebujú ultrazvukové snímače hladiny po inštalácii rekalibráciu?

Mnohé modely sú vopred{0}}kalibrované alebo sa konfigurujú samostatne{1}} pomocou funkcie učenia naprázdno/úplne počas nastavovania, takže prebiehajúca opätovná kalibrácia je v stabilných prevádzkových podmienkach zriedkavá. Výnimkou sú nádrže s meniacou sa vnútornou geometriou alebo pridanými prekážkami.

Záverečné myšlienky

Efektívnosť nákladov-malého projektu len zriedka závisí od čísla na cenovej ponuke. Neskôr sa zobrazí - podľa toho, ako dlho trvá inštalácia, či je potrebné niečo vymeniť po roku používania a či sa senzor zapojí do toho, čo už máte, alebo vás núti používať nový softvér. Ultrazvukové hladinomery majú tendenciu vyhrávať vo všetkých troch bodoch, pokiaľ ide o čisté, odvzdušnené nádrže bez prekážok-. Aj to, kde stratia, sa dá predvídať: pena, para, vnútorný hardvér alebo požiadavky na presnosť, pre ktoré technológia nebola nikdy stvorená.

Najbezpečnejším spôsobom, ako špecifikovať snímač, je prispôsobiť ho skutočným podmienkam nádrže, nie samotnej cenovke. Jednotka 150 USD poskytujúca zlé hodnoty v spenenej nádrži nie je výhodná -, je to cena, ktorá sa ešte neukázala na faktúre.

Ak zvažujete možnosti pre konkrétnu nádrž - rozmery, médiá, či už je to pena alebo vnútorná štruktúra -, pošlite nám podrobnosti a my vám môžeme pomôcť zúžiť, ktorý typ snímača sa skutočne hodí, nielen ten, ktorý náhodou predávame. Kontaktujte náš tím pre rýchle odporúčanie a cenovú ponuku.

Kontaktujte teraz