Ултразвукови нивомери за малки проекти: наистина ли си заслужават парите?

Мениджър на завод ми изпрати електронна таблица миналата пролет, сравнявайки котировките на четири сензора за ниво за един 2000-литров дозиращ резервоар. Цените варираха от $80 до $950 за по същество една и съща работа: кажете на оператора кога да презареди. Това разпространение е причината този въпрос да продължава да се появява. Някъде между евтиния плаващ превключвател и пълнофункционалниярадар предавателседи наултразвуков нивомер, а за повечето малки резервоари това е опцията, която хората в крайна сметка съжаляват най-малко -, но не винаги.

Това не е статия за „купете това“. Това е преглед на това къде всъщност отива цената, къде ултразвукът се изплаща бързо и къде тихо се превръща в грешен избор, въпреки че изглеждаше най-евтин в листа с оферти.

Какво се счита за „малък проект“ тук

Терминът се хвърля свободно, така че си струва да се определи. В това парче малък проект означава:

Един резервоар или малка група от резервоари - вода, дозирани химикали, гориво или технологична течност - обикновено с височина под 10–15 метра
Работилница, малка линия за напитки или храна, ферма или отдалечена точка за наблюдение без бюджет за специално оборудване
Някой от екипа по поддръжката, а не инженер по управление, който извършва инсталирането и от време на време отстранява неизправности

Причината това да има значение: спецификациите, написани за резервоарна ферма в рафинерия, не се прехвърлят чисто в цистерна за дъждовна вода зад склад. Логиката на купуване е различна, когато няма-вътрешен инженер, който да се грижи за оборудването.

Как всъщност работи сензорът, на прости думи

Ултразвуков предавател се монтира над течността и изстрелва звуков импулс надолу. Умножава колко време е необходимо на ехото, за да отскочи от повърхността и да се върне, след което го преобразува в разстояние и отчитане на нивото. Нищо не докосва течността, така че няма нищо, което да корозира, да се покрие или да се сменя -, което е голяма част от причината, поради която тази технология се появява толкова често при обработка на вода, обработка на храни и работа с леки химикали.

Повечето-устройства с общо предназначение, продавани за малки резервоари, покриват обхвати до приблизително 8–10 метра, а производителите предлагат модели с по-тесен ъгъл на лъча-специално за тесни съдове, заедно с по-къси мъртви ленти, които възстановяват използваемата височина на резервоара - функции, които няколко доставчици вече изграждат специално за-ограничени инсталации [1]. Тази подробност е по-важна, отколкото изглежда - сензор с широк лъч или дълга мъртва зона може да остави значима част от малък резервоар за постоянно нечетима, което никой не забелязва, докато резервоарът не прелее по време на-допълване.

What is ultrasonic level sensor?

За какво всъщност плащате

Хардуер

Устройствата-начално ниво за резервоари, варели и контейнери започват от ниските стотици долари, като основните модели са изброени от около $125 в зависимост от обхвата и типа на изхода [2]. Преминете към програмируеми релета, 4-20 mA изход и устойчиви на химикали-корпуси като PVDF или неръждаема стомана и обикновено сте в диапазона от $300 до $800. Взривообезопасените-версии или версиите с голям обсег са по-високи.

За сравнение, без{0}}контактният радар е с едно ниво по-високо по отношение на цената и като цяло е по-добрата заявка за резервоари с бъркалки, вътрешна структура или приложения, където точността наистина има значение -, но струва повече и отнема повече време за правилна настройка - компактните радарни модули могат да поддържат точност в рамките на приблизително ±2 mm за течности и суспензии, което е значима крачка напред спрямо ултразвука по отношение на прецизността при съответстваща стъпка нагоре в цената [3].

Монтаж

Това е мястото, където ултразвукът обикновено печели директно за малки настройки. Сензорът се намира в горната част на резервоара - без рязане в стената на съда, без успокоителен кладенец, без разрешение за гореща-работа за намокрен фитинг. Техникът по поддръжката обикновено може да монтира и окабели основно устройство за по-малко от час, особено при модели, които пропускат изцяло външен конфигурационен софтуер.

Текуща поддръжка

Тъй като само лицето на сондата е изложено на пространството над резервоара, а не на течността, ултразвуковите сензори заобикалят замърсяването и механичното износване, което в крайна сметка убива поплавъчните превключватели и измервателните уреди за изместване в мръсни или вискозни среди. Няколко производители на промишлени-устройства предлагат на пазара десетилетия обслужване без на практика никаква планирана поддръжка при нормални условия - някои тежко-промишлени уреди носят оценки за обслужване над 20-годишната граница [4]. За операция без договор за поддръжка често това е числото, което всъщност решава покупката - не цената на стикера.

Интеграция

Стандартен аналогов изход (4-20 mA или 0-10V) се включва в почти всеки PLC или основен контролер без патентован софтуер. Това поддържа ниска-сметка за интегриране на проект, тъй като никой не трябва да лицензира инструмент за конфигуриране или да изпраща някого за обучение -, което може да се случи с радарни или управлявани вълнови системи от по-висок клас.

Бързо сравнение на реални-святове

Малка бутилираща операция, с която работих, включваше два поплавъчни превключвателя на резервоар - един за високо, един за ниско - на набор от четири резервоара за сироп. Превключвателите работеха, докато не се отказаха: лепкави остатъци от сиропа периодично блокираха рамото на поплавъка и два пъти годишно някой трябваше да извади превключвателя и да го почисти, което означаваше първо да източи резервоара. Преминаването към един ултразвуков предавател на резервоар с изход 4-20 mA, свързан към съществуващия PLC, елиминира напълно цикъла на източване и почистване. Хардуерът струваше повече предварително от чифт поплавъци, но трудът, спестен при две спирания на година, изплати тази разлика през първите дванадесет месеца. Това е моделът, който се появява отново и отново при малки проекти: печалбата не е в единичната цена, а в това, което спирате да правите след това.

Когато ултразвукът е очевидният избор

Чисти-до-средно-чисти течности в отворени или вентилирани резервоари - вода, леки дозирани химикали, гориво, съхранение на дъждовна вода
Преоборудвания, при които врязването в съществуващ резервоар не е опция
Отдалечени или необслужвани обекти, тъй като по-малко движещи се части означава по-малко причини да шофирате там
Бюджетно-ограничени малки операции, при които-точността на радара просто не е необходима

Там, където е недостатъчно - Дори при малка работа

Пяна, силна пара или турбулентна повърхност

Измерването зависи от чисто ехо. Пяна, кондензация или плътна пара в лицето на сензора разпръсква или поглъща импулса и произвежда ненадеждни показания и това е добре -документирана слаба точка на технологията в резервоари с вътрешни препятствия или тежка пяна и пари [5]. Резервоарите за ферментация и някои приложения за отпадъчни води редовно попадат в този капан. Предавател за хидростатично налягане или насочван радар обикновено е по-добрият-дългосрочен залог там, дори и при малък бюджет.

Вътрешни препятствия

Стълби, бъркалки, нагревателни бобини и прегради отхвърлят фалшивите ехота обратно към сензора. Радарът с тесен-лъч с по-добро отхвърляне на препятствията често си струва допълнителните разходи, след като резервоарът има вътрешен хардуер в пътя на сигнала.

Строги изисквания за точност

Ултразвуковите измервателни уреди достигат около 0,25–0,5% от точността на пълния диапазон, което покрива удобно повечето задачи за съхранение и дозиране. Ако процесът се нуждае от повторяемост на милиметрово-ниво - прецизно дозиране на химически съотношения, например - по-висока точност на радара - отново, грубо ±2 mm за течности и суспензии - е по-оправдаемият разход [3].

Три въпроса преди да купите

Резервоарът вентилиран ли е, със сравнително спокойна повърхност?Ако да, ултразвукът остава в действие.
Има ли вътрешни препятствия, тежка пяна или гъста пара?Ако да, вместо това погледнете радар или хидростатичен сензор.
Имате ли нужда от по-строга точност от 0,5%?Ако отговорът е да, спестяванията от ултразвуков хардуер вероятно не компенсират разходите за повторно-калибриране или промени в процеса надолу по линията.

Ако вашият резервоар е чист, вентилиран и без вътрешни препятствия -, което описва повечето малки комерсиални и леки-промишлени инсталации - ултразвукът е много вероятно най-ценово-ефективният вариант на масата, съчетаващ ниски разходи за хардуер, минимален труд за инсталиране и почти-нулева поддръжка през експлоатационния му живот.

ЧЗВ

Достатъчно точен ли е ултразвуковият нивомер за малък резервоар?

За повечето приложения за съхранение, дозиране и проследяване на инвентара, да. Точност от 0,25–0,5% от пълния обхват е повече от достатъчна за резервоари под 10–15 метра. Това се превръща в ограничение само за процеси, изискващи повторяемост на милиметрово-ниво, като например прецизно дозиране.

Колко време обикновено издържа един ултразвуков сензор за ниво?

Индустриалните-устройства обикновено се оценяват за десетилетия непрекъсната работа без планирана поддръжка, тъй като сондата никога не влиза в контакт с течността. Действителният живот зависи силно от условията на околната среда - изпаренията, прахът и температурните колебания в лицето на сензора го съкращават.

Могат ли ултразвуковите сензори да се използват с корозивни или вискозни течности?

Често да, точно защото сензорът не докосва средата. Ограничаващият фактор не е самата течност, но това, което се случва на повърхността - пяна, силна пара или пръски може да попречи на сигнала, независимо от това каква е течността.

Каква е основната причина ултразвуковият манометър да дава ненадеждни показания?

Почти винаги едно от трите неща: пяна или пара в лицето на сензора, вътрешно препятствие, отразяващо фалшиво ехо, или мъртва зона, която е твърде дълга за височината на резервоара. Проверката на тези три, преди да се обвини сензорът, решава повечето оплаквания на място.

Дали ултразвукът или радарът са по-добрият избор за-купувач за първи път с ограничен бюджет?

За чист, вентилиран резервоар без вътрешна структура, ултразвукът обикновено е по-рентабилната отправна точка-. Радарът печели по-високата си цена, когато резервоарът има бъркалки, стълби или други препятствия, или когато изискванията за точност са необичайно високи.

Ултразвуковите сензори за ниво имат ли нужда от повторно калибриране след инсталиране?

Много модели са предварително-калибрирани или се само-конфигурират чрез функция за празно/пълно обучение по време на настройката, така че текущото повторно калибриране е рядко при стабилни работни условия. Резервоарите с променяща се вътрешна геометрия или добавени препятствия са изключение.

Последни мисли

Разходо{0}}ефективността на малък проект рядко се свежда до числото в офертата. Показва се по-късно - колко време отнема инсталирането, дали има нужда от смяна след една година на използване и дали сензорът се включва в това, което вече имате, или ви принуждава да използвате нов софтуер. Ултразвуковите нивомери обикновено печелят и по трите точки за чисти резервоари с вентилация,-без препятствия. Къде губят също е предсказуемо: пяна, пара, вътрешен хардуер или изисквания за точност, за които технологията никога не е създадена.

Най-сигурният начин за спецификация на сензор все още е да го съобразите с действителните условия на резервоара, а не с цената сама по себе си. Единица от $150, която дава лоши показания в разпенен резервоар, не е изгодна сделка - това е цена, която просто все още не е показана във фактурата.

Ако претегляте опции за конкретен резервоар - размери, среда, дали има пяна или вътрешна структура за отчитане - изпратете подробностите и ние можем да ви помогнем да стесните кой тип сензор действително пасва, а не само кой случайно продаваме. Свържете се с нашия екип за бърза препоръка и оферта.

Свържете се сега