مقياس مستوى السائل بالموجات فوق الصوتية الهيدروليكي للصناعة

وصف المنتج

إن جهاز قياس مستوى السائل بالموجات فوق الصوتية الهيدروليكي الصناعي عبارة عن أداة مراقبة مستوى السائل عالية الدقة وغير متصلة، وهي مصممة خصيصًا لخزانات زيت النظام الهيدروليكي وصهاريج التخزين والحاويات. إنه يستخدم تقنية نطاق الصدى بالموجات فوق الصوتية المتقدمة، حيث يقيس الوقت الذي يستغرقه انبعاث الموجات فوق الصوتية من المسبار وانعكاسها مرة أخرى من سطح السائل، لحساب ارتفاع مستوى السائل بدقة. لقد عالج هذا المنتج بشكل مثالي المشكلات مثل التصاق تلوث الزيت، والتآكل الميكانيكي، وتسرب الختم الذي تواجهه أجهزة قياس مستوى السائل التقليدية من نوع التلامس في تطبيقات الزيت الهيدروليكي. فهو يوفر دعمًا موثوقًا للبيانات للتشغيل المستقر للأنظمة الهيدروليكية، وإدارة الزيت، والتحذير من التسرب، والصيانة الوقائية.

مبدأ العمل

يعتمد مبدأ العمل الأساسي على طريقة وقت الرحلة لقياس وقت صدى النبض بالموجات فوق الصوتية.

1. الانبعاث: يُصدر محول الطاقة الخزفي الكهرضغطي (المسبار) الموجود داخل الجهاز، والذي يتم تشغيله بواسطة الوحدة الإلكترونية، نبضة فوق صوتية عالية التردد (بتردد يتراوح عادةً من 20 كيلو هرتز إلى 200 كيلو هرتز) باتجاه السطح السائل للزيت الهيدروليكي الذي يتم قياسه.

2. الانتشار والانعكاس: تنتشر الموجات فوق الصوتية في الهواء (أو النيتروجين) فوق خزان الزيت. عندما تصطدم بسطح النفط، بسبب الاختلاف الكبير في الكثافة بين الهواء والزيت، فإن الغالبية العظمى من طاقة الموجة الصوتية تنعكس مرة أخرى.

3. الاستقبال والحساب: يقوم نفس محول الطاقة باستقبال الصدى المنعكس وتحويله إلى إشارة كهربائية. يقوم المعالج الدقيق عالي الأداء المدمج في الجهاز بقياس وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا (t) للموجة فوق الصوتية من الانبعاث إلى الاستقبال بدقة.

4. مخرجات مستوى السائل: وفقًا للمعادلة المسافة (L) = (سرعة الصوت v × الوقت t) / 2، يتم حساب المسافة (L) من المسبار إلى سطح السائل. بالنظر إلى ارتفاع تركيب المسبار (TH، وهي المسافة من المسبار إلى أسفل الخزان)، يمكن تحديد ارتفاع مستوى السائل الحالي: ارتفاع مستوى السائل (H) = TH - L. وقد تم تجهيز الجهاز بمستشعر درجة حرارة مدمج، والذي يمكنه التعويض في الوقت الحقيقي عن تأثير درجة الحرارة البيئية على سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء، مما يضمن دقة القياس.

الميزات والمزايا الرئيسية

• القياس بدون تلامس، بدون صيانة: لا يتلامس المسبار بشكل مباشر مع الزيت الهيدروليكي، مما يؤدي إلى تجنب المشكلات تمامًا مثل التلوث بالزيت، والتآكل، والتبلور، التي تسبب انسداد المسبار، أو تلفه، أو قراءات غير دقيقة. وهذا يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة ووقت التوقف عن العمل.

• دقة عالية وموثوقية عالية: من خلال استخدام تقنية معالجة الإشارات الرقمية المتقدمة (DSP) وخوارزميات معالجة الصدى الذكية، يمكنه تحديد وتصفية أصداء التداخل الناتجة عن الهيكل الداخلي لخزان الزيت (مثل الدعامات والأنابيب) أو الرغوة أو التحريك بشكل فعال. يمكن أن تصل دقة القياس إلى ±0.2% إلى ±0.5% FS (النطاق الكامل)، مع إمكانية تكرار عالية وبيانات مستقرة وموثوقة.

• مجموعة واسعة من القدرة على التكيف:

• التوافق مع الوسائط: مناسب لمختلف الزيوت الهيدروليكية ذات الأساس المعدني، وجلايكول الإيثيلين المائي (HFC)، واسترات الفوسفات، وما إلى ذلك. ولا توجد متطلبات للون أو شفافية أو موصلية الوسائط.

• متين من الناحية البيئية: يُصنع المسبار عادة من مواد مثل PVDF (فلوريد البولي فينيلدين) أو النايلون (بولي أميد) المقاومة للتآكل الناتج عن النفط والكيماويات. يتمتع الهيكل بمستوى حماية IP67/IP68، وهو قادر على تحمل ظروف رذاذ الزيت والرطوبة والغبار الشائعة الموجودة في المحطات الهيدروليكية.

• نطاق واسع لدرجة الحرارة: يمكن للأداة والمسبار العمل بثبات ضمن نطاق درجة حرارة البيئة من -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية (حتى على نطاق أوسع)، وقادر على التكيف مع ظروف العمل المختلفة بدءًا من ورش العمل الباردة وحتى مناطق المعدات الساخنة.

• واجهات خرج واتصالات وفيرة: فهي توفر إشارة تناظرية بقدرة 4-20 مللي أمبير، وإخراج إنذار كمية مفتاح الترحيل، بالإضافة إلى واجهة اتصال رقمية RS485 (Modbus RTU). تتيح هذه الميزات التكامل السهل مع منصات PLC أو DCS أو SCADA أو IoT (إنترنت الأشياء)، مما يسهل المراقبة عن بعد وتسجيل البيانات وربط التزود بالوقود/الإنذار تلقائيًا.

• التثبيت بسيط ومرن: فهو يوفر طرق تركيب ملولبة (مثل G1½' وNPT1½') أو طرق تركيب الحافة. فقط قم بعمل ثقب في الجزء العلوي من خزان الزيت للتركيب، دون الحاجة إلى تعديل الجزء الداخلي للخزان. عادةً ما يتم تجهيز الجهاز بشاشة LCD بإضاءة خلفية محليًا، مما يسمح بالقراءة المباشرة لمستوى السائل والنسبة المئوية ودرجة الحرارة وما إلى ذلك في الموقع، ويمكن إجراء إعدادات المعلمة من خلال الأزرار.

المواصفات الفنية النموذجية

وصف معلمة المشروع

مبدأ القياس: طريقة قياس صدى النبض بالموجات فوق الصوتية

نطاق القياس: 0 - 3 م، 0 - 5 م، 0 - 10 م، 0 - 15 م، 0 - 20 م (اختياري)

دقة القياس: ±0.3% من FS (القيمة النموذجية)، بحد أقصى ±0.2% من FS

الدقة: 1 مم أو 0.1% FS (خذ القيمة الأكبر)

المنطقة العمياء: 0.25 م ~ 0.6 م (حسب النطاق؛ يجب أن يكون مستوى السائل أعلى من هذه المنطقة أثناء التثبيت)

تردد التشغيل: 20 كيلو هرتز ~ 200 كيلو هرتز (نطاق واسع للترددات المنخفضة، نطاق ضيق بدقة عالية للترددات العالية)

إشارة الخرج: 4-20 مللي أمبير (نظام سلكين / نظام أربعة أسلاك)، RS485 (Modbus)، اتصالات التتابع (مفتوحة عادة / مغلقة عادة)

مصدر الطاقة: تيار مستمر 24 فولت (±10%) أو تيار متردد 220 فولت (اختياري)

درجة الحرارة المتوسطة: -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية (جزء المسبار)

درجة الحرارة البيئية: -20 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية (لجزء الوحدة الإلكترونية)

مستوى الحماية: التحقيق: IP68؛ غلاف الأداة: IP65/IP67

مادة المسبار: PVDF (مقاوم للتآكل القوي)، نايلون/PP (مقاومة عامة للزيت)، فولاذ مقاوم للصدأ (جزء ملولب)

اتصال العملية: خيط G1½'، شفة DN50/80/100 (اختياري)

دليل الاختيار

لضمان الأداء الأمثل، يرجى تحديد المعدات بناءً على العوامل الرئيسية التالية:

1. تحديد النطاق: النطاق = ارتفاع تركيب المسبار (TH). تأكد من أن أعلى مستوى للسائل يقع تحت المنطقة العمياء وأن أدنى مستوى للسائل يقع ضمن النطاق. يوصى بترك هامش 10٪ -20٪.

2. حدد الوسط والبيئة:

• النوع المتوسط: تأكد من نوع الزيت الهيدروليكي (الزيت المعدني، HFC، استر الفوسفات، إلخ). بالنسبة للوسائط شديدة التآكل، من الضروري اختيار مسبار مصنوع من مادة PVDF.

• درجة الحرارة البيئية: اختر المنتجات المناسبة لدرجات الحرارة القصوى للموقع.

• متطلبات مقاومة الانفجار: إذا كان سيتم استخدامه في البيئات التي توجد فيها احتمالية وجود غازات متفجرة (مثل بعض المناجم والمناطق الكيميائية)، فيجب أن يحصل النموذج على شهادة مقاومة للانفجار المقابلة (مثل Exd IICT6).

3. تحديات تحديد ظروف العمل:

• الرغوة: إذا كان سطح السائل قد يشكل رغوة (على سبيل المثال بسبب تأثير عودة الزيت)، فمن الضروري تحديد نموذج مجهز بمعالجة الصدى الذكية وخوارزميات تعويض الرغوة لاختراق طبقة الرغوة وتحديد السطح السائل الفعلي.

• الاختلاط أو الاضطراب: يمكن أن تؤثر التقلبات الشديدة في سطح السائل على استقرار الأصداء. ولذلك، ينبغي اختيار أداة ذات وظائف متوسط ​​الإشارة الديناميكية والتصفية.

• رذاذ البخار أو الزيت: كمية كبيرة من البخار أو رذاذ الزيت السميك سوف تخفف من إشارة الموجات فوق الصوتية. لذلك، من الضروري التفكير في استخدام مسبار ذو طاقة أعلى (تردد أقل) أو منتج مزود بوظيفة الضبط التلقائي لكسب الإشارة.

4. حدد الإخراج وإمدادات الطاقة: بناءً على متطلبات نظام التحكم، اختر إشارة الإخراج (4-20 مللي أمبير للحصول على البيانات التناظرية، RS485 للاتصالات الرقمية). تحديد ما إذا كان مصدر الطاقة في الموقع هو DC24V أو AC220V.

احتياطات التثبيت والصيانة

• مكان التركيب: يجب تركيب المسبار بشكل عمودي ومباشر في مواجهة سطح السائل. تجنب المواقف مثل مدخل الزيت ومنافذ عودة الزيت حيث قد يحدث تدفق مضطرب أو فقاعات أو ضباب زيت. تأكد من عدم وجود أي عوائق (مثل الحزم أو أنابيب التدفئة) على طول مسار انتشار الموجات فوق الصوتية.

• ضمان منطقة الأمان: أثناء التركيب، من الضروري التأكد من أن أعلى مستوى للسائل (بما في ذلك الزيادات المحتملة) يقع تحت منطقة القياس العمياء للجهاز؛ وإلا فلن يكون القياس ممكنا.

• الأسلاك والتأريض: اتبع التعليمات بدقة فيما يتعلق بالأسلاك. يوصى باستخدام كابلات الإشارة مع كابلات محمية وتوجيهها بشكل منفصل بعيدًا عن كابلات الطاقة. يجب تأريض الأدوات بشكل صحيح لمنع التداخل الكهرومغناطيسي.

• الصيانة الدورية: افحص سطح المسبار بشكل دوري بحثًا عن أي تراكم للغبار أو بقع الزيت أو الماء المتكثف، وقم بتنظيفه بقطعة قماش ناعمة لمنع التداخل مع إرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية. في البيئات شديدة الغبار أو الزيتية، قد يكون من المستحسن تركيب حواجز واقية.

• التهيئة والمعايرة: بعد التثبيت، يجب إجراء معايرة من نقطتين في ظروف الخزان الفارغ والممتلئ (أو عند مستويات سائلة معروفة) لإدخال ارتفاع ونطاق التثبيت الدقيق، مما يضمن دقة القياس.

الميزات والفوائد

• القياس بالموجات فوق الصوتية بدون تلامس
  يمنع الاتصال المباشر بالسوائل، مما يقلل من تآكل المستشعر وصيانته مع ضمان التشغيل الموثوق به في البيئات المسببة للتآكل أو الملوثة.

• تكوين مرن للطاقة والإخراج
  يدعم مصدر طاقة تيار مستمر 12-24 فولت مع مخرجات تناظرية قابلة للتعديل واتصالات رقمية، مما يجعل تكامل النظام بسيطًا وفعالاً من حيث التكلفة.

• الاتصالات المتقدمة وتكامل البيانات
  يتيح RS485 Modbus وتنسيقات البيانات التسلسلية القابلة للتخصيص الاتصال السلس بأجهزة PLC، وأنظمة SCADA، وشبكات التحكم الصناعية.

• وظائف التحكم والإنذار متعددة المستويات
  مجهزة بـ NPN ومخرجات التتابع للتحكم في المستوى والإنذارات والتعامل الآلي مع المواد، مما يحسن السلامة والكفاءة التشغيلية.

• تصميم مقاوم للانفجار ومن الدرجة الصناعية
  يضمن البناء الاختياري المقاوم للانفجار التشغيل الآمن في المناطق الخطرة مثل المصانع الكيماوية ومرافق تخزين النفط.

• واجهة OLED سهلة الاستخدام
  تتيح شاشة OLED الواضحة مع القوائم الإنجليزية والصينية الإعداد السريع والمعايرة وتعديل المعلمات في الموقع.

التطبيقات

• معالجة المياه ومياه الصرف الصحي: مراقبة مستمرة لمستويات المياه في الخزانات والخزانات ومحطات الضخ

• مصانع الكيماويات والبتروكيماويات: قياس آمن لمستوى السائل في البيئات المسببة للتآكل أو الانفجار

• صهاريج تخزين الزيت والوقود: التحكم في مستوى عدم الاتصال لتخزين الوقود والزيوت والمواد الكيميائية

• أنظمة الأتمتة الصناعية: استشعار المستوى المتكامل للمصانع الذكية والعمليات الآلية

• مناولة المواد وتخزينها: التحكم في مستوى الصوامع والحاويات وأوعية المعالجة

التعليمات

Q1: هل يمكن استخدام مقياس المستوى بالموجات فوق الصوتية هذا في البيئات المتفجرة؟

نعم. تتوفر إصدارات مقاومة للانفجار، ومناسبة للتطبيقات الصناعية الخطرة.

Q2: ما هي إشارات الإخراج التي تدعمها سلسلة LM600؟

وهو يدعم المخرجات التناظرية (4–20 مللي أمبير / 0–10 فولت)، وRS485 Modbus، وتنسيقات الاتصالات التسلسلية القابلة للتخصيص.

س 3: هل الجهاز متوافق مع أنظمة PLC أو SCADA؟

قطعاً. يتيح بروتوكول RS485 Modbus سهولة التكامل مع معظم منصات PLC وSCADA.

س 4: هل يمكن تخصيص عتبات الإنذار أو التحكم؟

نعم. يمكن للمستخدمين ضبط نقاط البداية والنهاية ومستويات الإنذار ومخرجات التحكم بحرية بناءً على متطلبات التطبيق.