ЖУРНАЛ «СТА» №3/2002

влияние температура воздуха в среде его распространения (табл. 6). Кроме того, будучи сильно зависи- мой от температуры, скорость ультра- звука зависит от давления воздуха: она увеличивается с ростом давления. Свя- занные с изменениями давления в нор- мальной атмосфере относительные из- менения скорости звука составляют приблизительно 5%. Скорость ультра- звука также зависит от состава воздуха, например, от процентного содержания CO 2 и влажности. Влияние относитель- ной влажности на скорость ультразвука является меньшим по сравнению с влиянием, оказываемым температурой и давлением: дополнительная разница скорости в сухом и насыщенном вла- гой воздухе составляет около 2% [3]. Основные достоинства УЗКметода: + бесконтактный; + применим для загрязнённых жид- костей; + реализация метода не предъявляет высоких требований к износостой- кости и прочности оборудования; + независимость от плотности кон- тролируемой среды. Недостатки: – большое расхождение конуса излу- чения; – отражения от нестационарных препятствий (например мешалок) могут вызвать ошибки измерения; – применим только в резервуарах с нормальным атмосферным давле- нием; – на сигнал оказывают влияние пыль, пар, газовые смеси и пена. Ультразвуковые датчики серии LUC4 УЗКдатчики серии LUC4 специаль- но разработаны для измерения уровня как жидкостей, так и сыпучих матери- алов. Тефлоновое покрытие корпуса датчика позволяет применять датчик с коррозионными жидкостями. Маски- рование стационарных объектов даёт возможность устанавливать датчик в местах, где подпорки или другие элементы внутренней конструкции резервуара попадают в зону измере- ния. Проиллюстрируем это примером. В резервуаре имеется скоба, которая формирует паразитный эхосигнал (рис. 8). Без его подавления резуль- таты измерения будут неточными. Рекоменду- ется следующий алго- ритм: 1)калибровка датчика вне резервуара с ими- тацией пустого резер- вуара, 2)подавление эхосиг- нала от стационарного объекта в рабочем по- ложении, 3)калибровка датчика в рабочем положении при заполненном резервуаре. Подавление паразитного сигнала уменьшает мощность полезного сигна- ла, и в некоторых случаях приходится оценивать это уменьшение, чтобы не потерять полезный сигнал. Датчик также оснащён средствами для компенсации влияния изменений температуры. Кроме того, можно уста- новить внешние зонды, которые кон- тролируют температуру измеряемой поверхности независимо от условий в месте монтажа датчика, что минимизи- рует погрешности, вызванные темпе- ратурными колебаниями. Основные технические характерис- тики датчиков серии LUC4 приведены в таблице 7. Ультразвуковые датчики серии LUCT Компактные УЗКдатчики серии LUCT (рис. 9) предназначены для бес- контактного измерения уровня жидко- стей и насыпных твёрдых сред. Серия LUCT включает в себя три типа дат- чиков с различными видами электри- ческих выходов (2 или 4проводное подключение) и диапазонами измере- ния расстояния до уровня раздела сред, начиная с 0,25 м. ● LUCTxxx5: в случае 4проводного подключения при измерении с раз- мерами структурных компонентов материала от 4 мм гарантированный диапазон измерения составляет до 2 м, при измерении уровня жидкос- тей — до 5 м (2проводное подключе- ние с питанием через информацион- ный канал — до 4 м). ● LUCTxxx6: в случае 4проводного подключения при измерении уровня сыпучих материалов с размерами структурных компонентов материала от 4 мм гарантированный диапазон измерения составляет до 3,5 м, при измерении уровня жидкостей — до 8 м (2проводное подключение с пи- танием через информационный ка- нал — до 7 м). ● LUCT30 (только 4проводное под- ключение): гарантированный диапа- зон измерения при определении уровня сыпучих материалов с разме- рами структурных компонентов ма- ОБ ЗО Р / АППА РАТ НЫ Е С Р Е Д С Т В А СТА 3/2002 www.cta.ru 13 h tot h=h tot – 1–2 v s t (v s – скорость распространения ультразвукового сигнала в данной среде ) h Рис. 7. Принцип реализации ультразвукового метода определения уровня Температура, °C –20 0 20 40 60 80 Cкорость, м/c 319,3 331,6 343,8 355,3 366,5 377,5 Таблица 6. Зависимость скорости распространения ультразвуковых колебаний в воздухе от температуры Внешний вид УЗК-датчика LUC4T Эхо!сигнал Cкоба Измеряемая среда «Слепая» зона Паразитный эхо!сигнал Порог оценки без подавления паразитного эхо!сигнала Порог оценки после подавления эхо!сигнала от стационарного объекта Сигнал от измеряемого уровня Рис. 8. Подавление эхо-сигнала от стационарного объекта в резервуаре