قياس المنسوب بالموجات فوق الصوتية Ultrasonic Level Measurement

أنواع أجهزة قياس المنسوب بالموجات فوق الصوتية :

.

.

  • أجهزة فوق صوتية تلامسية Ultrasonic Contact Instruments .

.

أجهزة الموجات فوق الصوتية التلامسية Ultrasonic Contact Instruments

أجهزة الموجات فوق الصوتية التلامسية Ultrasonic Contact تعمل باستخدام قطعتي كريستال نابض أو بمبدأ مرسل – مستقبل حيث يتم تزويد كريستالة الإرسال Transmit Crystal بنبضة كهربية عالية التردد (ما بين 1 إلي 3 ميجا هرتز) وبالتالي يتم تحويلها إلي موجات فوق صوتية تمر عبر الفجوة Sensing Gap إلي كريستالة الإستقبال Receiver Crystal .

عند وجود هواء في الفجوة يتم توهين وإضعاف الموجات فوق الصوتية وبالتالي لا يتم استقبالها في الجهة الأخري ، ولكن عند وجود سائل في الفجوة تعبر الموجات فوق الصوتية إلي الجهة الأخري ويتم تحويل ذلك إلي إشارة كهربية بتغير في تيار كهربي أو خرج ريليه Relay Output .

Ultrasonic contact operates on a two crystal pulsed or “transmit-receive” principle which applies a high frequency electronic burst (1MHz to 3 MHz) to the transmit crystal. The signal is then converted into ultrasonic energy and transmitted across the sensing gap towards the receiver crystal.

When there is air in the gap, the high frequency ultrasonic energy will be attenuated, thereby not allowing the energy to be received. When there is liquid in the gap, the ultrasonic energy will propagate across the gap and the current shift or relay output will indicate a reception of the signal.

 

شكل رقم (1) : فكرة عمل حساس المنسوب التلامسي الذي يعمل بالموجات فوق الصوتية

 

عادة ما يستخدم لكشف وجود أو غياب السائل عند نقطة محددة ، أي يعمل كمفتاح للمنسوب Level Switch .

Usually used to detect the presence or absence of a liquid at a designated point.

 

شكل رقم (2) : محاكاة متحركة تبين فكرة العمل

 

تصميم الفجوة

الشكل التالي يوضح فكرة تصميمن مختلفين للفجوة الموجودة في مقدمة الجهاز بين كريستالة الإرسال Transmit Crystal وكريستالة الإستقبال Receiver Crystal ، حيث تكون الفجوة رأسية في أحد التصميمين وأفقية في التصميم الآخر .

 

شكل رقم (3) : تصميم مقدمة الفجوة Gap Tip

 

شكل رقم (4) : شكل فعلي لتصميمي مقدمي الفجوة Gap Tip

 

عند استقبال إشارة جيدة تقوم الدائرة الإلكترونية بتفعيل ريليه Relay ليعطي خرج يبين حالة المنسوب .

يتم تفعيل مفتاح المنسوب بدأ من وصول السائل إلي منتصف الفجوة .

Upon receipt of a valid signal, the solid-state electronics generate a data enable condition, indicating liquid is present. This signal energizes a relay and provides an output condition.

Switch Actuates when level reaches halfway point of gap.

 

شكل رقم (5) : مفتاح منسوب بالموجات فوق الصوتية ذو فجوة أفقية

 

شكل رقم (6) : محاكاة متحركة تبين فكرة العمل

 

شروط الإستخدام Application Conditions

 

يمكن استخدام مفاتيح الموجات الصوتية لقياس المنسوب في العديد من التطبيقات ولاتحتاج إلي معايرة . ومع ذلك، هناك قيود علي أنوع السوائل التي سوف تعمل فيها. يجب أخذ العوامل التالية بعين الإعتبار قبل اختيار مفتاح الموجات الصوتية لقياس المنسوب للتطبيق الذي لديك :

  • السوائل فقط : يجب أن يكون الوسط الذي يعمل فيه من مادة سائل . مفتاح الموجات الصوتية لقياس المنسوب لايمكنه كشف الفرق بين غازين مختلفين أو بين غاز ومادة صلبة . ومطلوب أن تكون كثافة السائل منتظمة للعمل بشكل سليم .

 

  • السوائل النظيفة فقط : السائل المحتوي علي نسبة عالية من المواد الصلبة لن يوصل موجات الصوت بصورة جيدة بما يسمح بكشف السائل . عادة تكون نسبة 5 % هي الحد الأقصي المسموح به للمواد الصلبة العالقة في السائل .

 

  • سائل متدفق : التطبيقات المحتوية علي سوائل لايمكنها مغادرة الفجوة ستعطي إنذارات خاطئة . فإذا كان السائل لزوجته عالية جدا وتمنعه من التدفق من فجوة مقدارها 0.75 بوصة فلن يعمل الجهاز بشكل صحيح . في بعض الأحيان يمكن حل هذه المشكلة باستخدام طرق تثبيت مختلفة لكن بعض السوائل تكون غالية اللزوجة .

 

  • لا وجود للفقاعات (أو عدد قليل) : خاصة في السوائل ذات لزوجة أعلي من 100cP مثل زيت محرك من النوع 30W motor oil . الفقاعات الكبيرة في السوائل الغليظة ستمنع إشارة الصوت من عبور الفجوة . يمكن أن تحتوي السوائل منخفضة اللزوجة على كميات كبيرة نسبيا من الفقاعات لأنها تميل إلى أن تكون صغيرة جدا .

 

إذا تمت مراعاة هذه الإرشادات بشكل صحيح، فإن مفاتيح الموجات فوق الصوتية لقياس المنسوب ستعمل بشكل خالي من المتاعب ودون أي معايرة أو ضبط دوري.

Ultrasonic level switches can be used in a wide variety of applications without any calibration or setup. However, there are limitations to the types of process they will work in. The factors below must be taken into consideration before selecting an ultrasonic level switch for your application.

  • Liquids only – the process media must be a liquid. The ultrasonic level switch cannot detect the difference between two gases or a gas and a solid. The even density of a liquid is required for proper detection.

 

  • Clean liquids only – a liquid that has too high a percentage of solids will not transmit sound well enough to allow detection. Typically 5% suspended solids are the maximum amount allowed.

 

  • The liquid must flow – an application where the liquid cannot drain out of the sensor gap will cause false alarms. If a liquid is too viscous to flow out of a 3/4” gap then the unit will not operate properly. Sometimes this can be solved by different mounting, but some liquids are just too viscous.

 

  • No (or few) bubbles – especially in fluids with a viscosity higher than 100cP (30W motor oil). Large bubbles in thick fluids will block the sound signal from crossing the gap. Low viscosity fluids can have a fairly large amounts of bubbles as they tend to be very small (Alka-Seltzer in water).

If these guidelines are properly observed, the ultrasonic level switches will provide trouble-free operation without any calibration or periodic adjustment.

 

 

اكتمل الموضوع ، وسنكمل لاحقا بإذن الله شرح الأجهزة اللاتلامسية قياس المنسوب بالموجات فوف الصوتية …..

تابع صفحتنا علي الفيس بوك

 

 

المراجع

1 http://v-flowsolutions.co.uk/monitoring-instrumentation/flow-level-switches/electric-level-sensors/
2 http://www.gemssensors.com/customersupport/literature-pdfs/operating-principle-installation-and-maintenance/ultrasonic-operating-principle
3 http://www.proflow.ca/level-instruments/level-switch/sor-ultrasonic-level-switch.html

 

 

handwave-yellow

مواضيع ذات صلة

.

 *********************

ملاحظة

إذا كان لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .

أو راسلنا علي البريد التالي : info@inst-sim.com

مكتبة محاكاة الأجهزة

**************************************

ملاحظة

  • إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
  • أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sim.com

مكتبة محاكاة الأجهزة

تعليق واحد فى “قياس المنسوب بالموجات فوق الصوتية Ultrasonic Level Measurement”

  1. يقول عمر محمد:

    الرجاء ان تكون المعلومات اكثر توضيحا لانه ليس كل من يبحث لديه معلومات مسبقه عن الموضع ولكن يبحث من باب الفضول

أترك تعليق