Οι αισθητήρες στάθμης υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως σε φρεάτια νερού, δεξαμενές, ποτάμια και βιομηχανικά πλοία για μέτρηση στάθμης υγρού χωρίς-χωρίς επαφή, συντήρηση-. Ωστόσο, ένας περιορισμός που πρέπει να κατανοήσει κάθε μηχανικός και τελικός χρήστης πριν από την ανάπτυξη είναι η τυφλή ζώνη - μια περιοχή κοντά στην όψη του αισθητήρα όπου η μέτρηση απλά δεν είναι δυνατή.
Τι είναι η Τυφλή Ζώνη;
Η τυφλή ζώνη (ονομάζεται επίσης κενή απόσταση ή κοντά-νεκρή ζώνη πεδίου) είναι η ελάχιστη απόσταση κάτω από την όψη ενόςαισθητήρα υπερήχωνεντός των οποίων ο αισθητήρας δεν μπορεί να ανιχνεύσει αξιόπιστα μια επιφάνεια στόχο.
Όταν ένας αισθητήρας υπερήχων εκπέμπει έναν παλμό, ο μορφοτροπέας δονείται έντονα για μια σύντομη περίοδο - συνήθως αρκετές εκατοντάδες μικροδευτερόλεπτα. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο μορφοτροπέας δεν μπορεί να λειτουργήσει ταυτόχρονα ως δέκτης. Οποιαδήποτε ηχώ επιστρέφει στον αισθητήρα ενώ ακόμα «κουδουνίζει» θα καλυφθεί από τον εκπεμπόμενο παλμό και θα παραμείνει απαρατήρητη.
Με απλά λόγια: εάν η επιφάνεια του υγρού ανέβει στην τυφλή ζώνη, ο αισθητήρας χάνει την ικανότητά του να μετράει - μπορεί να εμφανίσει σφάλμα, να παγώσει στην τελευταία του μέτρηση ή να αναφέρει ένα ψευδές μέγιστο επίπεδο.
Πώς η Τυφλή Ζώνη επηρεάζει τη μέτρηση του επιπέδου υγρού
1. Απώλεια μέτρησης σε υψηλά επίπεδα πλήρωσης
Αυτή είναι η πιο κοινή πρακτική συνέπεια. Καθώς η στάθμη του υγρού σε μια δεξαμενή ή πηγάδι ανεβαίνει προς τον αισθητήρα, έρχεται ένα σημείο όπου η επιφάνεια του υγρού εισέρχεται στην τυφλή ζώνη. Εκείνη τη στιγμή, ο αισθητήρας δεν μπορεί πλέον να ανιχνεύσει την ηχώ και η μέτρηση καθίσταται άκυρη. Σε μια δεξαμενή αποθήκευσης, αυτό σημαίνει ότι το σύστημα χάνει την ορατότητα ακριβώς όταν η δεξαμενή είναι σχεδόν γεμάτη - μια κρίσιμη στιγμή για την πρόληψη υπερχείλισης.
2. Εσφαλμένες ενδείξεις ή έξοδοι σφαλμάτων
Όταν μια επιφάνεια βρίσκεται εντός της τυφλής ζώνης, διαφορετικοί αισθητήρες συμπεριφέρονται διαφορετικά. Ορισμένα εξάγουν την τελευταία έγκυρη ένδειξη, άλλα εξάγουν μια μέγιστη ή ελάχιστη προεπιλογή και άλλα επισημαίνουν ένα σφάλμα υλικού. Χωρίς να κατανοήσουν την τυφλή ζώνη, οι χειριστές μπορεί να μπερδέψουν αυτές τις εξόδους ως δεδομένα πραγματικού επιπέδου και να λάβουν εσφαλμένες αποφάσεις.
3. Μειωμένο χρησιμοποιήσιμο εύρος μέτρησης
Το συνολικό εύρος ανίχνευσης ενός αισθητήρα υπερήχων τυπικά καθορίζεται από την όψη του αισθητήρα έως τη μέγιστη απόσταση ανίχνευσης. Ωστόσο, το αποτελεσματικό ή χρησιμοποιήσιμο εύρος ξεκινά μόνο στο τέλος της τυφλής ζώνης. Ένας αισθητήρας με εμβέλεια 5 m και τυφλή ζώνη 0,3 m παρέχει μόνο 4,7 m πραγματικής μέτρησης. Σε ρηχά σκάφη ή φρεάτια με περιορισμένο βάθος, αυτή η μείωση μπορεί να είναι σημαντική.
4. Αντίκτυπος σε γρήγορα-μεταβαλλόμενες συνθήκες επιπέδου
Σε εφαρμογές όπου η στάθμη του υγρού ανεβαίνει γρήγορα -, όπως κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων σε σύστημα αποστράγγισης ή ταχείας πλήρωσης μιας δεξαμενής διεργασίας -, η επιφάνεια μπορεί να περάσει από την τυφλή ζώνη προτού ενεργοποιηθεί μια προειδοποίηση. Τα συστήματα που βασίζονται σε ειδοποιήσεις υψηλού{3}}επιπέδου πρέπει να το λάβουν υπόψη αυτό θέτοντας όρια ειδοποίησης πολύ κάτω από το όριο της τυφλής ζώνης.
Πώς να αποφύγετε ή να ελαχιστοποιήσετε προβλήματα τυφλών ζωνών
1. Επιλέξτε έναν αισθητήρα με μικρότερη τυφλή ζώνη
Η πιο άμεση λύση είναι να επιλέξετε έναν αισθητήρα σχεδιασμένο με μικρή τυφλή ζώνη. Για πολύ ρηχά σκάφη ή εφαρμογές όπου το υγρό προσεγγίζει τακτικά τον αισθητήρα, εξετάστε τους αισθητήρες με τυφλή ζώνη μικρότερη από 0,1 m ή εξερευνήστε εναλλακτικές λύσεις που δεν έχουν τυφλή περιοχή.
2. Τοποθετήστε τον αισθητήρα στο σωστό ύψος
Κατά την εγκατάσταση, ο αισθητήρας πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε η αναμενόμενη μέγιστη στάθμη υγρού.
3. Χρησιμοποιήστε ένα φρεάτιο ακινησίας ή ένα σωλήνα οδηγό σε τυρβώδεις συνθήκες
Σε ανοιχτά κανάλια, ποτάμια ή αεριζόμενες δεξαμενές, οι επιφανειακές αναταράξεις μπορεί να παράγουν διάσπαρτες ηχώ και να ενισχύσουν την αποτελεσματική τυφλή ζώνη. Η εγκατάσταση του αισθητήρα πάνω από ένα φρεάτιο ηρεμίας - έναν κατακόρυφο σωλήνα που μειώνει τα επιφανειακά κύματα - βελτιώνει την ποιότητα της ηχούς και φέρνει το χρησιμοποιήσιμο εύρος μέτρησης πιο κοντά στην όψη του αισθητήρα.
4. Εξετάστε τον προσανατολισμό του αισθητήρα και τη γωνία δέσμης
Η δέσμη υπερήχων που εκπέμπεται από τον αισθητήρα δεν είναι μια τέλεια στενή ακτίνα - απλώνεται σε έναν κώνο. Σε στενές δεξαμενές ή φρεάτια, η δέσμη μπορεί να ανακλάται από το εσωτερικό τοίχωμα και όχι από την επιφάνεια του υγρού, ειδικά κοντά στον πυθμένα. Η διασφάλιση ότι η γωνία δέσμης είναι κατάλληλη για τη διάμετρο του δοχείου και ότι ο αισθητήρας είναι τοποθετημένος κατακόρυφα και κεντρικά, μειώνει τις ψευδείς αντανακλάσεις και επεκτείνει το αποτελεσματικό εύρος μέτρησης.
Η τυφλή ζώνη είναι ένα εγγενές φυσικό χαρακτηριστικό της τεχνολογίας ανίχνευσης υπερήχων, όχι ένα ελάττωμα. Η κατανόησή του επιτρέπει στους μηχανικούς και τους χειριστές να σχεδιάζουν συστήματα μέτρησης που λειτουργούν αξιόπιστα σε όλο το προβλεπόμενο εύρος.
Εάν δεν είστε βέβαιοι εάν ένας συγκεκριμένος αισθητήρας είναι κατάλληλος για το βάθος εγκατάστασης ή τη γεωμετρία του σκάφους σας, επικοινωνήστε με την τεχνική ομάδα μας. Μπορούμε να προτείνουμε το σωστό μοντέλο αισθητήρα και τη διαμόρφωση τοποθέτησης για τις συγκεκριμένες συνθήκες σας.