-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
1/8
Ultrazvučno mjerenje nivoa i protoka vode
Dipl. Ing. Damir ŽibratNIVELCO Messtechnik GmbH AUSTRIA
Tel: 0043 (0) 2235 43 [email protected] ;
[email protected] ; www.nivelco.com
Tvrtka NIVELCO je proizvođač uređaja za ultrazvučno
mjerenje razine sa više od 25godina iskustva. Naši stručnjaci rado
će vam pomoći savjetima kod analiza primjena teodabira opreme za
mjerenje razina tekućina, praškastih tvari i granulata. U ovoj
brošuri navedeni su osnovni principi rada ultrazvučnih uređaja
kako bi se lakšeodabrala odgovarajuća oprema. Za vašu specifičnu
primjenu slobodno nam se obratiteza savjet jer – naš posao je
mjerenje razine.
-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
2/8
PRINCIP RADA
Ultrazvučno mjerenje razine (udaljenosti) temeljeno je na
mjerenju vremena štoultrazvučni impuls treba preći od senzora do
reflektirajuće površine i natrag. Senzoremitira NIZ impulsa i
analizira reflektirane signale. Složeni softwerski
algoritmiodvajaju signale smetnji od reflektiranih signala i
proračunavaju udaljenost.Pouzdanost mjerenja pored kvalitete
senzora znatno će ovisiti o mogućnosti softwera dafiltrira smetnje.
Važno je napomenuti da je za razvoj dobrog softwera neophodno
imatidugogodišnje iskustvo u obradi ultrazvučnih signala kao i
iskustvo kod različitihprimjena uređaja.
CPU
SENZOR
Naponski impuls pobuđujesenzor
Piezo rezonator stvaraultrazvuk
Ultrazvuk se zrakomprostire prema cilju
Naponski impuls prihvačaI obrađuje elektroničko
sklopovlje
Piezo resonator generira
Naponski impuls
Reflektirani ultrazvuk seprostire zrakom
Ultrazvuk se reflektira na površini cilja
Na gornjoj slici prikazan je osnovni princip rada ultrazvučnog
mjerenja udaljenosti.
-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
3/8
Software
Softwerski algoritmi (programi) za obradu ultrazvučnih signala
dijele se u dvijeskupine: - programi za pouzdano mjerenje
- programi za svojstvene primjene (proračun protoka,
proračunvolumena itd.)
Programi za pouzdano mjerenje
Sam postupak ultrazvučnog mjerenja temelji se na mjerenju
vremena između odaslanogi primljenog impulsa. Međutim pored
odaslanih signala senzor će također prihvaćati iostale ultrazvučne
signale koji nastaju kao posljedice udaraca, eksplozija ili
ostalihizvora ultrazvuka. Jednostavno mjerenje vremena odaslanja i
prijema impulsa u većinislučajeva bilo bi jako nepouzdano zbog
smetnji koje se redovito javljaju u industrijskimpostrojenjima.
Jedan od algoritama obrade signala prikazan je na slijedečoj
slici:
Nakon odaslanja impulsa uređaj osluškuje odaziv. Softwer
analizira primljene signale iizdvaja vrijeme signala sa najvećom
amplitudom (može se preprogramirati da izdvajavrijeme prvog signala
). Uređaj odašilje niz signala i obavlja usrednjavanje na 16 ( ili4
) rezultata. Nakon što je nakon 16 mjerenja ustanovljena udaljenost
cilja uređajpostavlja vremenski prozor za mjerenje refleksije -
uređaj će osluškivati samo signalekoji se javljaju u malom
vremenskom razmaku oko dolaska signala najveće amplitude.Na taj
način je izbjegnuto da smetnje velikih amplituda koje se javljaju
izvan
vremenskog prozora imaju utjecaj na rezultate mjerenja.
A1
A2
1. peak 2. peak 3. peak
D1
A3
D2
D3
Peak [i] DistanceDi [m]
AmplitudeAi [dB]
1 1.5 -332 3 -10
3 5.1 -22
-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
4/8
Na dolnjoj slici su prikazani signali refleksije sa
zakovice i površine tekućine. Vremenskiprozor je definiran i uređaj
obrađuje najveći signal unutar vremenskog prozora. Važno
je uočiti da signali smetnje koji se nalaze izvan
vremenskog prozora neće imati utjecajna mjerne rezultate bez obzira
na svoj intenzitet.
Ultrazvučni transmiteri ne mogu mjeriti udaljenosti neposredno
ispred senzora, negoimaju određenu mrtvu zonu (dead band). Ukoliko
se u blizini senzora u detekcionoj zoninalazi žica ili neki drugi
reflektirajući predmet mogu nastati jaki signali smetnje kojimogu
stvarati probleme. Da bi se to izbjeglo suvremeni ultrazvučni
transmiteri imajumogučnost programiranja (produljenja ) mrtve zone
a time mogučnost eliminiranjasmetnje. (Naravno naveden je samo dio
mogučnosti suvremenih softwera i za dodatneinformacije slobodno nam
se obratite.)
Komercijalno dobavljivi uređaji
Tvrtka NIVELCO je proizvođač ultrazvučnih transmitera sa
dugogodišnjim iskustvom injeni uređaji pokrivaju ca. 5 % svjetskih
instalacija. Primjene su raznolike od mjerenjarazina voda; otpadnih
voda pa do granulata prašaka itd. Zbog različite fizike
refleksijana tekučinama i krutim tvarima NIVELCO proizvodi posebne
modele za mjerenjerazina tekučina i krutih tvari. Naravno uređaji
za mjerenje tekučina mogu seupotrijebiti i za mjerenja krutih
tvari, ali se preporuča upotreba odgovarajučihtransmitera.
Refleksija sa zakovice
zakovice Refleksija sa tekućine
Vremenski prozor
-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
5/8
EchoTREK
Uređaji serije Echo TREK mjere razine tekučina do 25 m i rasutih
tvari do 60 m.Kučišta su od plastike ili aluminija, a senzori od
plastike, teflona ili nerđajučeg čelika.Izlazi su 4 -20 mA (
aktivno ili pasivno), HART, RS 485 , PROFIBUS PA ili relejni.
Napajanja su 24 V AC/DC ili 85 – 255 V AC. Uređ
aji su potpuno programabilni ilipreko opcionalnog displaya ili
preko HART komunikatora i uspješno se primjenjuju umnogim teškim
industrijskim postrojenjima.
Easy TREK
IP 68
Uređaji serije Easy TREK mjere razine tekučina do 15 m i rasutih
tvari do 60 m.Kučišta su od plastike ( PP ili PVDF). Izlazi su 4
-20 mA ( aktivno ili pasivno), HART,
RS 485 ili relejni. Napajanja su 11,8 -36 V DC ; 11,4 – 40 V DC
; 11,4 – 28 V AC.Uređaji su potpuno programabilni preko HART
komunikatora i uspješno seprimjenjuju u mnogim teškim industrijskim
postrojenjima.
-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
6/8
Uređaji serija Echo TREK i Easy TREK standardno imaju ugrađene
programe zaproračun protoka na kanalima, a tvrtka NIVELCO također
isporučuje i blende zamjerne kanale.
U dolnjoj tabeli navedene su NIVELCO mjerne blende za mjerenje
protoka( od 0,26 l/s do 1850 l/s) kao i popis mjernih blendi cije
su formule sastavni dio uređajaEcho TREK i Easy TREK.
-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
7/8
Izgled NIVELCO mjerne blende
=================================================================
Ostali uređaji za primjenu kod pripreme voda i otpadnih
voda:
pH transmiteri nove generacije. ORP ( redox) transmiteri nove
generacije.
Hidrostatske ( potopne ) sonde
-
8/17/2019 Ultrazvucno Mjerenje Nivoa i Protoka
8/8
Nivosklopke sa plovkom
Hidrostatski transmiter
Plutajuće nivosklopke(BEZ ŽIVE !)
Za dodatne informacije, detaljne tehničke materijale i
konzalting oko primjene uređajaobratite se na:
Dipl. Ing. Damir ŽibratNIVELCO Messtechnik GmbH AUSTRIA
Tel: 0043 (0) 2235 43 [email protected] ;
[email protected]
www.nivelco.com
