В общих чертах область применения УЗ методов для контроля уровня жидкостей может быть разделена на две категории: измерение фактического уровня жидкости (глубина или высота столба жидкости) и обнаружение наличия или отсутствия жидкости в выбранной точке.
УЗ контроль чрезвычайно полезен в ситуациях, когда жидкость находится в герметично закрытых контейнерах или в трубах, которые не могут быть вскрыты или их содержимое не должно подвергаться воздействию окружающей среды. В этих случаях традиционные методы измерения уровня жидкости такие, как применение щупа или использование поплавка уровнемера неприменимы. УЗ контроль уровня жидкости также удобен, когда требуется быстрое, автоматическое измерение уровня в большом числе контейнеров, находящихся в процессе заполнения.
Области применения:
Некоторые специфические области применения, в которых потребители продукции Olympus (Panametrics) использовали УЗ уровнемеры, включают в себя:
— проверка на сборочном конвейере уровня жидкости в различных автомобильных узлах, как например, бензобак, коробка передач, масляный картер двигателя, дифференциал.
— измерение уровней едких или реактивных жидкостей в химической промышленности. В этих случаях контейнеры не могут быть открыты по причинам безопасности, а свойства химикатов или особенности технологического процесса не позволяют провести установку внутреннего поплавкового уровнемера.
— обнаружение стоячих жидкостей в трубах. Некоторые производственные операции нуждаются в проверке наличия или отсутствия жидкости в трубах, особенно в определении наличия застоявшихся жидкостей в трубах, которые в порядке эксплуатационного обслуживания могут вскрываться или разрезаться.
— измерение толщины слоя нефти над слоем воды в нефтеперерабатывающем производстве. В принципе, возможно измерить толщину любого отдельного слоя жидкости в ситуациях, когда жидкость имеет акустический импеданс, отличный от акустического импеданса жидкости, поверх которой она находится.
Оборудование:
Измерение уровня жидкости:
Измерение уровня незначительно отличается от измерения толщины металлов, пластмасс или стекла. В сущности, применяется тот же принцип: ультразвук распространяется внутри жидкости, отражается от границы раздела (обычно жидкость-воздух) и возвращается на ПЭП, чем обеспечивается возможность измерения времени пробега УЗ колебаний туда и обратно и, впоследствии, измерения уровня жидкости. Во многих случаях возможно провести измерение толщины слоя вплоть до 1 метра или более с номинальной точностью порядка 2,5 мм или лучше. УЗ толщиномеры серии HP могут быть настроены для измерения уровня жидкости с реализацией режима сигнализации «высокое/низкое» (подача сигнала тревоги при выходе измеренного значения за верхний или нижний допуски). Этот толщиномеры также могут быть использованы в сочетании с роботом, который автоматически позиционирует ПЭП на заполненном жидкостью контейнере. ПЭП выбираются на основе специфики применения, но обычно их рабочая частота составляет 1 МГц или 2,25 МГц.
Определение наличия или отсутствия жидкости:
Эта область применения включает в себя обнаружение наличия или отсутствия жидкости в выбранной точке. Для обнаружения жидкости могут применяться и другие методы. Наиболее значимым и распространенным методом является эхо-импульсный метод. Этот метод, впрочем, как и все остальные УЗ методы, позволяет контролировать контейнеры и трубы, материал и геометрия которых обеспечивают ввод, передачу и прием УЗ колебаний через столб жидкости. Если принимается сигнал, отраженный от противоположной стенки контейнера, то это означает наличие в контейнере жидкости. Отсутствие жидкости препятствует передаче звукового импульса и, следовательно, отсутствует различимый сигнал. Отсутствие или наличие характерных сигналов может быть зафиксировано визуально или с помощью звукового сигнала тревоги.
В определенных ситуациях эхо-импульсный метод не может быть использован. Когда между передней и задней стенками контейнера или другой емкости отсутствует возможность прямого распространения УЗ колебаний, контроль наличия жидкости может быть доверен RINGDOWN-методу. В этом методе ПЭП УЗ прибора реагирует на изменения в параметрах эхо-сигнала от той же стенки, с которой он контактирует. Наблюдаемый эффект очень похож на изменения в звоне колокола, когда он, в одном случае, подвешен в воздухе и, в другом, погружен в жидкость. Жидкость. контактирующая с материалом колокола, приводит к гораздо более быстрому затуханию звуковых колебаний (демпфирование звуковой энергии), чем воздух. Точно также УЗ прибор «слушает» эхо-сигнал и определяет наличие или отсутствие жидкости в отдельных точках и местах. Оба метода требуют применения разных УЗ приборов. В связи со множеством факторов, которые могут определять выбор приборов и ПЭП, для содействия в решении этого вопроса рекомендуется обратиться в Диагност – официальному представителю Olympus (Panametrics).
