Indicatoare de nivel cu ultrasunete pentru proiecte mici: chiar merită banii?

Un manager de fabrică mi-a trimis prin e-mail o foaie de calcul în primăvara anului trecut, comparând patru cotații pentru senzori de nivel pentru un singur rezervor de dozare de 2.000-litri. Prețurile au variat de la 80 USD la 950 USD pentru, în esență, aceeași lucrare: spuneți operatorului când trebuie să umple. Această răspândire este motivul pentru care această întrebare continuă să apară. Undeva între întrerupătorul cu plutitor ieftin și cel cu funcții completetransmițător radarse așeazăindicator de nivel cu ultrasunete, iar pentru majoritatea tancurilor mici este opțiunea că oamenii ajung să regrete cel puțin -, dar nu întotdeauna.

Acesta nu este un articol „cumpără acest lucru”. Este o prezentare a unde se duce de fapt costul, unde ultrasunetele se plătesc de la sine rapid și unde devine în liniște alegerea greșită, deși părea cel mai ieftin pe foaia de cotație.

Ce contează ca un „mic proiect” aici

Termenul este aruncat în mod liber, așa că merită fixat. În această piesă, proiect mic înseamnă:

Un rezervor sau un grup mic de rezervoare - apă, substanțe chimice de dozare, combustibil sau un lichid de proces - în general sub 10-15 metri înălțime
Un atelier, o linie mică de băuturi sau alimente, o fermă sau un punct de monitorizare la distanță fără buget dedicat pentru instrumente
Cineva din echipa de întreținere, nu un inginer de control, care face instalarea și depanarea ocazională

Motivul pentru care contează: specificațiile scrise pentru o fermă de rezervoare la o rafinărie nu se transferă în mod curat într-o cisternă de apă de ploaie din spatele unui depozit. Logica de cumpărare este diferită atunci când nu există un-inginer intern care să îngrijească echipamentul.

Cum funcționează de fapt senzorul, în termeni simpli

Un transmițător cu ultrasunete se montează deasupra lichidului și declanșează un impuls sonor în jos. Multiplică cât de mult durează ecoul să sară de pe suprafață și să revină, apoi îl transformă într-o citire de distanță și nivel. Nimic nu atinge lichidul, așa că nu există nimic de corodat, acoperit sau schimbat -, ceea ce reprezintă o mare parte din motivul pentru care această tehnologie apare atât de des în tratarea apei, procesarea alimentelor și manipularea substanțelor chimice ușoare.

Cele mai multe unități-de uz general vândute pentru rezervoare mici acoperă intervale de până la aproximativ 8–10 metri, iar producătorii oferă modele cu fascicul mai îngust-special pentru navele strânse, împreună cu benzi mai scurte care recuperează înălțimea utilizabilă a rezervorului - caracteristicile de mai mulți furnizori construiesc acum special pentru instalații în spațiu{{8limitate]. Acest detaliu contează mai mult decât pare - un senzor cu un fascicul larg sau o bandă moartă lungă poate lăsa o bucată semnificativă dintr-un rezervor mic permanent imposibil de citit, pe care nimeni nu o observă până când rezervorul se revarsă în timpul unei opriri de vârf-.

What is ultrasonic level sensor?

Pentru ce plătiți de fapt

Hardware

Unitățile de-nivel de intrare pentru rezervoare, tobe și coșuri de gunoi încep cu sute mici de dolari, cu modelele de bază listate de la aproximativ 125 USD, în funcție de interval și tipul de ieșire [2]. Treceți la relee programabile, ieșire de 4-20 mA și carcase rezistente-chimice, cum ar fi PVDF sau oțel inoxidabil, și vă aflați de obicei în intervalul 300-800 USD. Versiunile antiexplozive{10}}sau cu rază lungă de acțiune sunt mai mari.

Pentru comparație,-radarul fără contact se situează la un nivel mai sus în ceea ce privește prețul și este, în general, cea mai bună soluție pentru rezervoare cu agitatoare, structură internă sau aplicații în care acuratețea contează cu adevărat -, dar costă mai mult și durează mai mult pentru reglarea corectă - unitățile radar compacte pot păstra o precizie de aproximativ ±2 mm pe lichide, ceea ce este de la o precizie semnificativă cu ultrasunete, de la o treaptă semnificativă cu ultrasunete. creșterea potrivirii în preț [3].

Instalare

Acesta este locul în care ultrasunetele câștigă, de obicei, pentru setările mici. Senzorul se află deasupra rezervorului - fără tăieturi în peretele vasului, fără puț de calm, fără permis de lucru la cald-pentru un fiting umed. În general, un tehnic de întreținere poate obține o unitate de bază montată și conectată în mai puțin de o oră, în special pe modelele care ignoră complet software-ul de configurare externă.

Întreținere continuă

Deoarece doar fața traductorului este expusă spațiului de cap al rezervorului, nu lichidul, senzorii cu ultrasunete ocolesc murdăria și uzura mecanică care în cele din urmă distruge întrerupătoarele cu flotor și manometrele deplasării în medii murdare sau vâscoase. Câțiva producători de unități industriale-de calitate comercială decenii de serviciu fără întreținere programată în condiții normale - unele unități industriale-pentru sarcini grele au evaluări de service peste 20-de ani [4]. Pentru o operațiune fără contract de întreținere, acesta este adesea numărul care decide de fapt achiziția - nu prețul autocolantului.

Integrare

Ieșirea analogică standard (4-20 mA sau 0-10V) se conectează la aproape orice PLC sau controler de bază fără software proprietar. Acest lucru menține un mic-factura de integrare a proiectelor scăzută, deoarece nimeni nu trebuie să licențieze un instrument de configurare sau să trimită pe cineva la instruire -, ceea ce se poate întâmpla cu sistemele radar sau cu unde ghidate de ultimă generație.

O comparație rapidă-lumea reală

O mică operațiune de îmbuteliere cu care am lucrat a fost să ruleze două întrerupătoare cu flotor per rezervor - unul pentru mare, unul pentru scăzut - pe un set de patru rezervoare de sirop. Întrerupătoarele au funcționat, până nu au făcut: reziduurile lipicioase din sirop blocau periodic brațul plutitor, iar de două ori pe an cineva trebuia să tragă un întrerupător și să-l curețe, ceea ce însemna să golească mai întâi rezervorul. Schimbarea la un singur transmițător ultrasonic per rezervor cu o ieșire de 4-20 mA conectată la PLC-ul existent a eliminat complet ciclul de scurgere și curățare. Hardware-ul a costat mai mult în avans decât o pereche de flotoare, dar forța de muncă economisită la două opriri pe an a plătit această diferență în primele douăsprezece luni. Acesta este tiparul care apare din nou și din nou la proiectele mici: câștigul nu este în prețul unitar, ci în ceea ce nu mai ai de făcut după aceea.

Unde ultrasunetele sunt alegerea evidentă

Curățați-pentru-moderat-lichidele din rezervoarele deschise sau ventilate - apă, substanțe chimice cu dozare ușoară, combustibil, stocarea apei de ploaie
Modernizări în care tăierea într-un rezervor existent nu este o opțiune
Site-uri la distanță sau fără echipaj, deoarece mai puține piese în mișcare înseamnă mai puține motive pentru a conduce acolo
Operațiuni mici cu buget-limitat, unde precizia-la nivel de radar pur și simplu nu este necesară

Unde este scurt - Chiar și la o muncă mică

Spumă, vapori grei sau o suprafață turbulentă

Măsurarea depinde de un ecou curat. Spuma, condensul sau vaporii denși de pe fața senzorului împrăștie sau absoarbe pulsul și produc citiri nesigure, iar acesta este un punct slab- bine documentat al tehnologiei în rezervoarele cu obstacole interioare sau spumă și vapori grei [5]. Rezervoarele de fermentare și unele aplicații de apă uzată cad în această capcană în mod regulat. Un transmițător de presiune hidrostatică sau o unitate radar ghidată este, de obicei, cel mai bun pariu pe termen lung-, chiar și cu un buget restrâns.

Obstacole interne

Scările, agitatoarele, bobinele de încălzire și deflectoarele transmit ecouri false înapoi la senzor. Un radar cu rază îngustă-cu o mai bună respingere a obstacolelor merită adesea cheltuiala suplimentară odată ce un rezervor are hardware intern în calea semnalului.

Cerințe stricte de precizie

Manometrele cu ultrasunete aterizează în jur de 0,25–0,5% din precizia întregii game, ceea ce acoperă în mod confortabil majoritatea lucrărilor de depozitare și dozare. Dacă procesul are nevoie de repetabilitate milimetrică-la nivel de repetabilitate - dozarea raportului chimic precis, de exemplu - precizia mai strictă a radarului - din nou, aproximativ ±2 mm pentru lichide și nămol - este cheltuiala mai sigură [3].

Trei întrebări înainte de a cumpăra

Rezervorul este ventilat, cu o suprafață destul de calmă?Dacă da, ultrasunetele rămâne în joc.
Aveți obstacole interne, spumă grea sau vapori denși?Dacă da, uită-te la radar sau la un senzor hidrostatic.
Ai nevoie de o precizie mai mare de 0,5%?Dacă da, economiile de hardware cu ultrasunete probabil nu compensează costul re-calibrării sau variația procesului în continuare.

Dacă rezervorul dvs. este curat, aerisit și fără obstacole interne, - care descrie cele mai mici configurații comerciale și-industriale ușoare -, ultrasunetul este foarte probabil opțiunea cea mai rentabilă-de pe masă, combinând costul hardware scăzut, forța de muncă minimă la instalare și întreținerea aproape-nulă pe durata de viață.

FAQ

Este un indicator de nivel cu ultrasunete suficient de precis pentru un rezervor mic?

Pentru majoritatea aplicațiilor de stocare, dozare și urmărire a inventarului, da. Precizia de 0,25–0,5% din intervalul complet este mai mult decât suficientă pentru rezervoare sub 10–15 metri. Devine doar o limitare pentru procesele care necesită repetabilitate la nivel milimetric-, cum ar fi loturi precise.

Cât durează de obicei un senzor de nivel cu ultrasunete?

Unitățile industriale-de obicei sunt evaluate pentru decenii de service continuu fără întreținere programată, deoarece traductorul nu intră niciodată în contact cu lichidul. Durata de viață reală depinde în mare măsură de condițiile ambientale - vaporii, praful și fluctuațiile de temperatură de pe fața senzorului o scurtează.

Senzorii cu ultrasunete pot fi utilizați cu lichide corozive sau vâscoase?

Adesea, da, tocmai pentru că senzorul nu atinge mediul. Factorul limitator nu este lichidul în sine, dar ceea ce se întâmplă la suprafață - spuma, vaporii grei sau stropirea poate interfera cu semnalul, indiferent de lichidul.

Care este principalul motiv pentru care un manometru cu ultrasunete oferă citiri nesigure?

Aproape întotdeauna unul dintre cele trei lucruri: spumă sau vapori pe fața senzorului, o obstrucție internă care reflectă un ecou fals sau o bandă moartă care este prea lungă pentru înălțimea rezervorului. Verificarea acestor trei înainte de a da vina pe senzor rezolvă majoritatea reclamațiilor de teren.

Este ultrasunetele sau radarul cea mai bună alegere pentru un cumpărător pentru prima dată-cu un buget restrâns?

Pentru un rezervor curat, ventilat, fără structură internă, ultrasunetele sunt de obicei punctul de pornire mai rentabil{0}}. Radarul câștigă prețul mai mare atunci când rezervorul are agitatoare, scări sau alte obstacole sau când cerințele de precizie sunt neobișnuit de stricte.

Senzorii de nivel cu ultrasunete necesită recalibrare după instalare?

Multe modele sunt pre-calibrate sau auto-configurate folosind o funcție de predare goală/plină în timpul configurării, astfel încât recalibrarea continuă este rară în condiții stabile de funcționare. Rezervoarele cu geometrie internă în schimbare sau cu obstacole adăugate fac excepție.

Gânduri finale

Costul-eficiența unui proiect mic se reduce rareori la numărul de pe ofertă. Apare mai târziu - în cât timp durează instalarea, dacă ceva trebuie înlocuit după un an de utilizare și dacă senzorul se conectează la ceea ce aveți deja sau vă obligă să utilizați un nou software. Indicatoarele de nivel cu ultrasunete tind să câștige în toate cele trei puncte pentru rezervoarele curate, ventilate, fără obstrucții-. Acolo unde pierd este și previzibil: spumă, vapori, hardware-ul intern sau cerințele de precizie pentru care tehnologia nu a fost niciodată construită.

Cea mai sigură modalitate de a specifica un senzor este totuși să-l potriviți cu condițiile reale ale rezervorului, nu cu eticheta de preț în sine. O unitate de 150 USD care oferă citiri proaste într-un rezervor spumos nu este o afacere -, este un cost care pur și simplu nu a apărut încă pe factură.

Dacă cântăriți opțiuni pentru un anumit rezervor - dimensiuni, suporturi, dacă există spumă sau structură internă de luat în considerare, - trimiteți detaliile și vă putem ajuta să restrângem ce tip de senzor se potrivește de fapt, nu doar pe care se întâmplă să vindem. Luați legătura cu echipa noastră pentru o recomandare rapidă și o cotație.

Contactați acum