เซ็นเซอร์วัดระดับอัลตราโซนิกที่ซับซ้อนของถังกระบวนการอาศัยเสียงสะท้อนที่สะอาดและไม่บิดเบี้ยวในการวัดความสูงของของเหลว เครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE แนวตั้งขนาดใหญ่ซึ่งตั้งอยู่ในเส้นทางของคลื่นเสียง สามารถทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนปลอมที่ทรงพลัง ทำให้เซ็นเซอร์อ่านระดับผิด และอาจก่อให้เกิดไฟแห้งที่เป็นอันตรายหรือไฟล้น ต้องเลือกตำแหน่งทางกายภาพและการวางแนวของเครื่องทำความร้อน ไม่ใช่แค่เพื่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนเท่านั้น แต่ยังต้องทำให้เซนเซอร์มองไม่เห็นด้วยเสียงด้วย
ทำความเข้าใจกลไกการรบกวน
เซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกปล่อยพัลส์เสียงความถี่สูง (โดยทั่วไปคือ 20–200 kHz) ในกรวยแคบ เสียงเดินทางลงด้านล่าง สะท้อนจากพื้นผิวของเหลว และกลับสู่เซ็นเซอร์ การวัดเวลาบินจะถูกแปลงเป็นการอ่านระยะทาง วัตถุแข็งใดๆ ภายในกรวยนี้-รวมถึงปลอกเครื่องทำความร้อน ฉากยึด หรือกล่องรวมสัญญาณ-จะสร้างเสียงก้องของตัวเอง หากเสียงสะท้อนที่ผิดพลาดนั้นแรงพอ เซ็นเซอร์อาจล็อคเข้ากับมันแทนที่จะเป็นพื้นผิวของเหลวที่แท้จริง
เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แนวตั้งที่ติดตั้งใกล้กับศูนย์กลางถังจะมีพื้นผิวเรียบขนาดใหญ่ที่ตั้งฉากกับเส้นทางคลื่นเสียง เรขาคณิตนี้ทำให้เกิดการสะท้อนแบบสเปกตรัมที่ชัดเจน เซ็นเซอร์อาจตีความการสะท้อนนี้เป็นระดับของเหลวที่ความลึกของการจุ่มของเครื่องทำความร้อน ซึ่งนำไปสู่การเติมน้อยเกินไป (หากเสียงก้องผิดพลาดอยู่เหนือระดับจริง) หรือการบรรจุมากเกินไป (หากด้านบนของเครื่องทำความร้อนถูกตีความว่ามีสภาพใกล้เต็ม) ในกรณีร้ายแรง เซ็นเซอร์อาจล้มเหลวในการตรวจจับของเหลวทั้งหมด ทำให้ถังแห้งในขณะที่เครื่องทำความร้อนยังคงมีพลังงานอยู่- ซึ่งเป็นสภาวะที่จะทำลายปลอก PTFE อย่างรวดเร็ว
หลักการเลือกคีย์: การมองไม่เห็นทางเสียง
เป้าหมายของการเลือกถังเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิคเครื่องทำความร้อน PTFEคือการทำให้เครื่องทำความร้อนมองไม่เห็นเสียง ซึ่งทำได้โดยการวางตำแหน่งองค์ประกอบความร้อนไว้ด้านนอกลำแสงอัลตราโซนิกของเซนเซอร์ทั้งหมด และโดยการหลีกเลี่ยงพื้นผิวเรียบขนาดใหญ่ที่อาจทำหน้าที่เป็นกระจกได้ วัสดุ PTFE เองไม่ใช่ปัญหา-PTFE มีอิมพีแดนซ์ทางเสียงคล้ายกับน้ำ และลดทอนเสียงได้น้อยกว่าโลหะหลายชนิด ปัญหาคือเรขาคณิตและตำแหน่ง
การกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนที่ต้องการ
เครื่องทำความร้อนแนวตั้งแบบติดตั้งด้านข้าง
เครื่องทำความร้อน PTFE แนวตั้งที่ติดตั้งอยู่บนผนังด้านข้างถังให้ใกล้กับผนังมากที่สุด ช่วยให้เครื่องทำความร้อนอยู่นอกเส้นทางลำแสงตรงกลาง โดยทั่วไปเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะอยู่ที่กึ่งกลางเสื้อกล้าม เครื่องทำความร้อนที่ติดตั้งด้านข้างตั้งอยู่ใกล้กับขอบซึ่งมีความเข้มของคลื่นเสียงต่ำที่สุด การกำหนดค่านี้ทำงานได้ดีสำหรับถังแคบ (เส้นผ่านศูนย์กลาง < 1 ม.) หรือเมื่อมุมลำแสงเซ็นเซอร์แคบ (เช่น 5–10 องศา ) อย่างไรก็ตาม สำหรับถังขนาดกว้างหรือเซ็นเซอร์ที่มีลำแสงกว้าง (15–30 องศา ) แม้แต่ผนังด้านข้างก็อาจได้รับแสงสว่าง
เครื่องทำความร้อนแบบมุมหรือรูปตัว L (โซลูชันที่ต้องการ)
สำหรับการติดตั้งส่วนใหญ่ โซลูชันที่น่าเชื่อถือที่สุดคือเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แบบมุมหรือรูปตัว L เครื่องทำความร้อนดังกล่าวถูกเสียบผ่านหัวฉีดด้านข้าง แต่จากนั้นจะโค้งงอลงหรือแนวทแยงลงในถัง ส่วนที่ทำความร้อนจะขนานกับผนังด้านข้างและอยู่ในตำแหน่งที่ใกล้กันมาก-โดยทั่วไปภายในระยะ 50–100 มม. จากผนัง ลำแสงของเซ็นเซอร์ซึ่งเล็งลงตรงกลางไม่เคยเจอฮีตเตอร์นี้เลยเพราะคลื่นเสียงจะค่อยๆ เคลื่อนออกไปด้านนอกเท่านั้น
เครื่องทำความร้อนรูปตัว L มีข้อดีเพิ่มเติมสองประการ:
ความยาวการทำความร้อนสามารถทำได้ยาว (ครอบคลุมความลึกของของเหลวส่วนใหญ่) ในขณะที่เหลืออยู่นอกลำแสง
หน้าแปลนติดตั้งอยู่ที่ผนังด้านข้าง ห่างจากตรงกลางด้านบนที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น
เครื่องทำความร้อนจะต้องอยู่ในถังที่เงียบและมองไม่เห็น โดยซ่อนจากคลื่นเสียงที่เป็นสายตาของผู้ควบคุมระดับ
เครื่องทำความร้อนแบบติดตั้งในแนวทแยงหรือแนวนอน
สำหรับถังน้ำตื้น (ความสูง < 500 มม.) เครื่องทำความร้อนแนวตั้งอาจไม่พอดีโดยไม่ยื่นออกมาเหนือของเหลว เครื่องทำความร้อนที่ติดตั้งในแนวนอนซึ่งเสียบผ่านพอร์ตด้านข้างและวิ่งไปตามด้านล่าง จะอยู่ใต้แนวสายตาของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องทำความร้อนไม่ได้อยู่ใต้เซ็นเซอร์โดยตรง-เครื่องทำความร้อนในแนวนอนที่อยู่ด้านล่างโดยตรงยังคงสามารถสร้างแสงสะท้อนได้หากคลื่นเสียงผ่านของเหลวและกระทบกับพื้นผิวด้านบนของของเหลว แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการวางตำแหน่งเครื่องทำความร้อนแนวนอนให้ห่างจากแกนแนวตั้งของเซ็นเซอร์อย่างน้อย 200 มม.
สิ่งที่ควรหลีกเลี่ยง: เครื่องทำความร้อนแนวตั้งส่วนกลาง
เครื่องทำความร้อน PTFE ที่ติดตั้งตรงกลางในแนวตั้งเป็นตำแหน่งที่แย่ที่สุดที่เป็นไปได้สำหรับถังที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิก เครื่องทำความร้อนทำหน้าที่เป็นเป้าหมายทรงกระบอกขนาดใหญ่โดยตรงในเส้นทางลำแสง แม้ว่าเฟิร์มแวร์ของเซ็นเซอร์จะมีอัลกอริธึมระงับเสียงก้อง แต่เสียงก้องผิดพลาดที่รุนแรงและสม่ำเสมอจากฮีตเตอร์ส่วนกลางก็มักจะถูกตีความผิด ความล้มเหลวในสนามหลายครั้งของการควบคุมระดับอัลตราโซนิกบนถังที่ให้ความร้อนนั้นสืบเนื่องมาจากการควบคุมดูแลการออกแบบที่แน่นอนนี้
ข้อควรพิจารณาทางเทคนิคสำหรับการรวมระบบ
พารามิเตอร์เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก
ก่อนที่จะเลือกเครื่องทำความร้อน จะต้องได้รับข้อมูลจำเพาะของเซ็นเซอร์ดังต่อไปนี้:
มุมลำแสง(โดยทั่วไปคือ 5–30 องศา) สิ่งนี้จะกำหนดกรวยของเสียง ที่ระยะห่างจากเซนเซอร์ที่กำหนด สามารถคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงได้: เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสง=2 × ระยะทาง × tan(มุมลำแสง/2)
วงดนตรีที่ตายแล้ว: บริเวณที่อยู่ด้านหน้าเซ็นเซอร์ (โดยทั่วไปคือ 0.1–0.5 ม.) ซึ่งไม่สามารถทำการวัดได้ ไม่ควรนำส่วนประกอบเครื่องทำความร้อน (รวมถึงขายึดหรือกล่องรวมสัญญาณ) เข้าไปในโซนนี้
ระยะการตรวจจับขั้นต่ำ: ช่วงที่มีประสิทธิภาพของเซนเซอร์เริ่มต้นหลังจากแถบสัญญาณตายตัว
การตรวจสอบตำแหน่งเครื่องทำความร้อน
หลังจากเลือกประเภทเครื่องทำความร้อนที่ต้องการและตำแหน่งการติดตั้งแล้ว ง่ายๆ เลยการทดสอบการทำแผนที่ควรทำก่อนการติดตั้งขั้นสุดท้าย ขั้นตอนการทดสอบ:
ติดตั้งเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกในตำแหน่งที่ต้องการ
วางเครื่องทำความร้อน PTFE (หรือแบบจำลองที่มีรูปร่างและขนาดเหมือนกัน) ลงในถัง ณ ตำแหน่งที่เสนอ
เติมน้ำลงในถังจนถึงระดับที่ทราบ
สังเกตเอาท์พุตของเซ็นเซอร์ในขณะที่ฮีตเตอร์ถูกเคลื่อนทีละน้อย การกระโดดอย่างกะทันหันของระดับที่รายงาน บ่งชี้ว่ามีเสียงสะท้อนที่ผิดพลาดจากฮีตเตอร์
ปรับตำแหน่งหรือการวางแนวเครื่องทำความร้อนจนกว่าจะตรวจไม่พบเสียงสะท้อนที่ผิดพลาดตลอดช่วงระดับการทำงานทั้งหมด
การทดสอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับถังที่มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน (แผ่นกั้น เครื่องผสม คอยล์) ที่อาจทำให้เกิดการสะท้อนเพิ่มเติม
ขายึดและตำแหน่งกล่องรวมสัญญาณ
ขายึดเครื่องทำความร้อนและกล่องรวมสัญญาณไฟฟ้ามักเป็นส่วนประกอบโลหะที่ติดอยู่กับถังหรือผนังด้านข้าง สิ่งเหล่านี้จะต้องถูกเก็บไว้ให้ห่างจากลำแสงอัลตราโซนิกด้วย ขายึดโลหะที่วางอยู่ใกล้เซนเซอร์สามารถสร้างเสียงสะท้อนที่แรงได้ แม้ว่าตัวปลอก PTFE จะถูกซ่อนไว้อย่างดีก็ตาม กล่องรวมสัญญาณควรติดตั้งไว้ใต้เส้นทางลำแสงของเซ็นเซอร์หรือที่ด้านข้างถังให้ห่างจากเซ็นเซอร์ หากถังมีพื้นเรียบ ควรวางเซ็นเซอร์ในตำแหน่งที่ไม่มีอุปกรณ์เจาะทะลุด้านบนอื่นๆ (รวมถึงหน้าแปลนเครื่องทำความร้อน เทอร์โมเวลส์ หรือท่อจุ่ม) อยู่ภายในกรวยลำแสง
รายการตรวจสอบการเลือกปฏิบัติ
รายการตรวจสอบต่อไปนี้เป็นแนวทางในการเลือกเครื่องทำความร้อน PTFE สำหรับถังที่มีเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิก:
รับข้อมูลเซ็นเซอร์:มุมลำแสง ระยะห่างของแถบสัญญาณตายตัว และตำแหน่งการติดตั้ง
คำนวณรอยเท้าคานที่ความลึกของของเหลวโดยทั่วไป
หลีกเลี่ยงตำแหน่งตรงกลาง:ไม่มีเครื่องทำความร้อนหรือฉากยึดภายในกรวยลำแสง
ต้องการเครื่องทำความร้อนรูปตัว L หรือแบบมุมที่ติดตั้งด้านข้างที่เก็บส่วนทำความร้อนไว้ใกล้กับผนังถัง
พิจารณาการติดตั้งในแนวนอนสำหรับถังน้ำตื้น (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องทำความร้อนไม่ได้อยู่ใต้เซ็นเซอร์โดยตรง)
ทำการทดสอบการทำแผนที่ด้วยน้ำก่อนบริการเคมี
เอกสารตำแหน่งสุดท้ายในแบบร่างการติดตั้ง
ผู้ประกอบการรถไฟเพื่อรับรู้ว่าการเปลี่ยนแปลงระดับที่อ่านกะทันหันอาจบ่งบอกถึงการเคลื่อนที่ของตัวทำความร้อน (เช่น จากการสั่นสะเทือน) เข้าสู่เส้นทางลำแสง
สรุป: เครื่องทำความร้อนที่มองไม่เห็นทางเสียง
การเลือกเครื่องทำความร้อน PTFE ที่ถูกต้องสำหรับถังที่มีเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกเป็นการศึกษาเกี่ยวกับการจัดวางเสียง ช่วยให้มั่นใจว่าการตอบสนองระดับสำคัญ-เสียงก้องของเซ็นเซอร์-ยังคงสะอาด แม่นยำ และไม่ถูกรบกวนจากการสะท้อนที่ผิดพลาดจากองค์ประกอบความร้อน การออกแบบการทำความร้อนที่ดีที่สุดคือการออกแบบที่ไม่ทำให้เซ็นเซอร์อื่นๆ ในถังตาบอด ด้วยการเลือกเครื่องทำความร้อนรูปตัว L ที่ติดตั้งด้านข้าง การตรวจสอบตำแหน่งด้วยการทดสอบแผนที่ และการเก็บฉากยึดและกล่องรวมสัญญาณทั้งหมดให้พ้นจากลำแสงอัลตราโซนิก ทำให้สามารถควบคุมระดับถังที่เชื่อถือได้และปลอดภัย การมองข้ามรายละเอียดการรวมแบบง่ายๆ นี้ทำให้เกิดความล้มเหลวของ dry-fire และเหตุการณ์ล้นจำนวนนับครั้งไม่ถ้วน ใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในการวางแผนด้านเสียงในขั้นตอนการออกแบบ จะช่วยป้องกันไม่ให้ต้องแก้ไขปัญหาหลายเดือนในภายหลัง
