Indicadors de nivell ultrasònic per a projectes petits: realment valen la pena?

La primavera passada, un director de planta em va enviar per correu electrònic un full de càlcul que comparava quatre pressupostos de sensors de nivell per a un sol dipòsit de dosificació de 2.000-litres. Els preus oscil·laven entre els 80 i els 950 dòlars bàsicament per a la mateixa feina: digueu a l'operador quan s'ha de reomplir. Aquesta difusió és la raó per la qual aquesta pregunta segueix sorgint. En algun lloc entre l'interruptor de flotador barat i el complettransmissor de radarasseu elindicador de nivell ultrasònic, i per a la majoria de tancs petits és l'opció que la gent s'acaba lamentant el menys -, però no sempre.

Aquest no és un article "compra això". És una guia d'on va el cost realment, on l'ultrasons es paga per si mateix ràpidament i on tranquil·lament es converteix en l'elecció equivocada tot i que semblava més barata al full de pressupost.

El que compta com un "petit projecte" aquí

El terme s'executa sense problemes, així que val la pena fixar-lo. En aquesta peça, petit projecte vol dir:

Un dipòsit o un petit grup de dipòsits - aigua, dosificació de productes químics, combustible o un líquid de procés - generalment de menys de 10 a 15 metres d'alçada
Un taller, una petita línia de begudes o aliments, una granja o un punt de control remot sense pressupost d'instrumentació dedicat
Algú de l'equip de manteniment, no un enginyer de controls, fa la instal·lació i la solució de problemes ocasional

El motiu pel qual és important: les especificacions escrites per a una granja de tancs en una refineria no es transfereixen netament a una cisterna d'aigua de pluja darrere d'un magatzem. La lògica de compra és diferent quan no hi ha cap-enginyer intern per cuidar l'equip.

Com funciona realment el sensor, en termes senzills

Un transmissor d'ultrasons es munta per sobre del líquid i dispara un pols sonor cap avall. Es calcula el temps que triga l'eco a rebotar a la superfície i tornar, i després ho converteix en una lectura de distància i nivell. Res no toca el líquid, de manera que no hi ha res per corroir, revestir o canviar -, la qual cosa és una gran part del motiu pel qual aquesta tecnologia apareix tan sovint en el tractament de l'aigua, el processament d'aliments i la manipulació de productes químics lleugers.

La majoria de les unitats-de propòsit general venudes per a tancs petits cobreixen rangs de fins a aproximadament 8-10 metres, i els fabricants ofereixen models d'angle de feix- més estrets específics per a vaixells ajustats, juntament amb bandes mortes més curtes que recuperen l'alçada útil del tanc - que ara diversos proveïdors construeixen específicament per a instal·lacions d'espai-limitades. Aquest detall és més important del que sembla - un sensor amb un feix ample o una banda morta llarga pot deixar un tros significatiu d'un tanc petit permanentment il·legible, que ningú no s'adona fins que el tanc es desborda durant un desbordament-.

What is ultrasonic level sensor?

El que realment estàs pagant

Maquinari

Les unitats-de nivell d'entrada per a tancs, bidons i contenidors comencen en pocs centenars de dòlars, amb models bàsics que es mostren des d'uns 125 dòlars, depenent de l'abast i el tipus de sortida [2]. Passeu als relés programables, a una sortida de 4-20 mA i a carcasses resistents a-químics com PVDF o acer inoxidable, i normalment us trobeu entre els 300 i els 800 dòlars. Les versions{10}}a prova d'explosió o de llarg abast van més enllà.

Com a comparació, el radar sense -contacte se situa un nivell per sobre del preu i, en general, és la millor opció per a tancs amb agitadors, estructura interna o aplicacions on la precisió realment importa - però costa més i triga més a ajustar-se correctament - Les unitats de radar compactes poden mantenir una precisió d'aproximadament ±2 mm en líquids, que és una precisió significativa en líquids i ultrasònics amb una precisió significativa i una precisió més gran augment del preu de la concordança [3].

Instal·lació

Aquí és on els ultrasònics solen guanyar directament per a petites configuracions. El sensor es troba a la part superior del dipòsit - sense tallar la paret de l'embarcació, sense pou d'amortització, sense permís de treball calent- per a un accessori mullat. En general, un tècnic de manteniment pot muntar i connectar una unitat bàsica en menys d'una hora, especialment en models que salten completament el programari de configuració extern.

Manteniment en curs

Com que només la cara del transductor està exposada a l'espai de capçalera del dipòsit, no al líquid, els sensors ultrasònics eviten la contaminació i el desgast mecànic que finalment mata els interruptors de flotador i els indicadors de desplaçament en medis bruts o viscosos. Diversos fabricants d'unitats de grau-industrial comercialitzen dècades de servei sense manteniment programat en condicions normals - algunes unitats industrials-de servei pesat tenen qualificacions de servei més enllà dels 20-anys [4]. Per a una operació sense contracte de manteniment, sovint aquest és el número que realment decideix la compra, no el preu de l'adhesiu.

Integració

La sortida analògica estàndard (4-20 mA o 0-10 V) es connecta a gairebé qualsevol PLC o controlador bàsic sense programari propietari. Això fa que la factura d'integració de petits-projectes sigui baixa, ja que ningú no ha de llicenciar una eina de configuració ni enviar algú a formar-se -, cosa que pot passar amb radars de gamma alta o sistemes d'ones guiades.

Una ràpida comparació-del món real

Una petita operació d'embotellament amb la qual vaig treballar era executar dos interruptors de flotador per dipòsit - un per a alt i un per baix - en un conjunt de quatre dipòsits de xarop. Els interruptors van funcionar, fins que no ho feien: els residus enganxosos de l'almívar encallaven periòdicament el braç del flotador, i dos cops a l'any algú havia d'estirar un interruptor i netejar-lo, la qual cosa significava buidar primer el dipòsit. El canvi a un únic transmissor d'ultrasons per dipòsit amb una sortida de 4-20 mA lligada al PLC existent va eliminar completament el cicle de drenatge i neteja. El maquinari va costar més per endavant que un parell de carrosses, però la mà d'obra estalviada en dos parades a l'any va pagar aquesta diferència durant els primers dotze mesos. Aquest és el patró que apareix una vegada i una altra en els petits projectes: la victòria no està en el preu unitari, sinó en allò que deixes d'haver de fer després.

On l'ultrasò és l'elecció òbvia

Netejar-a-moderadament-netejar líquids en tancs oberts o ventilats - aigua, productes químics de dosificació suau, combustible, emmagatzematge d'aigua de pluja
Reconstruccions on tallar un dipòsit existent no és una opció
Llocs remots o no tripulats, ja que menys peces mòbils significa menys motius per conduir-hi
Operacions petites-limitades de pressupost on simplement no es necessita la precisió del nivell-de radar

On es queda curt - Fins i tot en una feina petita

Escuma, vapor pesat o una superfície turbulenta

La mesura depèn d'un eco net. L'escuma, la condensació o el vapor dens a la cara del sensor dispersen o absorbeixen el pols i produeixen lectures poc fiables, i aquest és un punt feble-ben documentat de la tecnologia en tancs amb obstruccions interiors o escuma i vapor pesats [5]. Els dipòsits de fermentació i algunes aplicacions d'aigües residuals cauen en aquest parany regularment. Un transmissor de pressió hidrostàtica o una unitat de radar guiada acostuma a ser la millor aposta-a llarg termini, fins i tot amb un pressupost ajustat.

Obstruccions internes

Les escales, els agitadors, les bobines de calefacció i els deflectors reboten ecos falsos al sensor. Un radar de feix-estret amb un millor rebuig d'obstruccions sovint val la pena la despesa addicional quan un tanc té maquinari intern al camí del senyal.

Requisits estrictes de precisió

Els mesuradors d'ultrasons aterren al voltant del 0,25-0,5% de la precisió del rang complet, que cobreix la majoria de treballs d'emmagatzematge i dosificació còmodament. Si el procés necessita una repetibilitat mil·limètrica -nivell de repetició - per lots de proporció química precisa, per exemple - la precisió més estricta del radar - de nou, aproximadament ±2 mm en líquids i purins - és la despesa més defensable [3].

Tres preguntes abans de comprar

El dipòsit està ventilat, amb una superfície raonablement tranquil·la?En cas afirmatiu, els ultrasons es mantenen en joc.
Hi ha obstruccions internes, escuma pesada o vapor dens?En cas afirmatiu, mira el radar o un sensor hidrostàtic.
Necessites una precisió superior al 0,5%?En cas afirmatiu, probablement els estalvis de maquinari per ultrasons no compensen el cost de la re-calibració o la variació del procés a continuació.

Si el vostre dipòsit està net, ventilat i lliure d'obstruccions internes, - que descriu la majoria de petites configuracions comercials i-industrials lleugeres-, és molt probable que els ultrasònics siguin l'opció més rendible-de la taula, combinant un cost de maquinari baix, mà d'obra d'instal·lació mínima i un manteniment gairebé- al llarg de la seva vida útil.

Preguntes freqüents

Un indicador de nivell ultrasònic és prou precís per a un tanc petit?

Per a la majoria d'aplicacions d'emmagatzematge, dosificació i seguiment d'inventaris, sí. Una precisió del 0,25-0,5% del rang complet és més que suficient per a tancs de menys de 10-15 metres. Només es converteix en una limitació per als processos que requereixen repetibilitat a nivell mil·limètric-, com ara un lot precís.

Quant de temps dura normalment un sensor de nivell ultrasònic?

Les unitats de grau industrial-acostumen a ser qualificades per dècades de servei continu sense manteniment programat, ja que el transductor mai entra en contacte amb el líquid. La vida útil real depèn en gran mesura de les condicions ambientals - el vapor, la pols i els canvis de temperatura a la cara del sensor l'escurcen.

Es poden utilitzar sensors ultrasònics amb líquids corrosius o viscosos?

Sovint, sí, precisament perquè el sensor no toca el medi. El factor limitant no és el líquid en si, però el que passa a la superfície -, l'escuma, el vapor pesat o les esquitxades poden interferir amb el senyal independentment de quin sigui el líquid.

Quina és la raó principal per la qual un mesurador d'ultrasons dóna lectures poc fiables?

Gairebé sempre una de les tres coses: escuma o vapor a la cara del sensor, una obstrucció interna que reflecteix un eco fals o una banda morta massa llarga per a l'alçada del dipòsit. Comprovar aquests tres abans de culpar el sensor resol la majoria de les queixes de camp.

Els ultrasons o el radar són la millor opció per a un comprador-per primera vegada amb un pressupost ajustat?

Per a un dipòsit net i ventilat sense estructura interna, els ultrasònics solen ser el punt de partida més -efectiu. El radar guanya el seu preu més alt quan el dipòsit té agitadors, escales o altres obstruccions, o quan els requisits de precisió són inusualment ajustats.

Els sensors de nivell ultrasònic necessiten recalibrar-se després de la instal·lació?

Molts models estan pre-calibrats o es configuren automàticament- mitjançant una funció d'ensenyament buit/complet durant la configuració, de manera que la recalibració continuada és rara en condicions de funcionament estables. Els tancs amb geometria interna canviant o obstruccions afegides són l'excepció.

Pensaments finals

El cost-efectivitat d'un projecte petit rarament es redueix a la xifra del pressupost. Es mostra més tard - en quant de temps triga la instal·lació, si cal substituir alguna cosa després d'un any d'ús i si el sensor es connecta al que ja teniu o us obliga a utilitzar un programari nou. Els indicadors de nivell ultrasònics solen guanyar en els tres aspectes per als tancs nets, ventilats i lliures d'obstruccions-. També és previsible on es perden: escuma, vapor, maquinari intern o exigències de precisió per a les quals mai s'ha creat la tecnologia.

La manera més segura d'especificar un sensor encara és adaptar-lo a les condicions reals del dipòsit, no a l'etiqueta de preu per si sola. Una unitat de 150 $ que dóna males lectures en un dipòsit d'escuma no és una ganga -, és un cost que encara no ha aparegut a la factura.

Si esteu pesant opcions per a un dipòsit concret - dimensions, suports, si hi ha escuma o estructura interna per tenir en compte -, envieu-ne els detalls i us podem ajudar a definir quin tipus de sensor s'adapta realment, no només quin venem. Poseu-vos en contacte amb el nostre equip per obtenir una recomanació ràpida i un pressupost.

Contacta ara