اولتراسونيك در اندازه گیرهای سطح

نگاهی به اندازه گیرهای اولتراسونیک

از آنجایی که سنسورهای تماسی همیشه و در همه جا به عنوان مثال در شرايطي كه سيال فرآيندي خورنده است يا خواص آن متغير مي باشد قابل استفاده نیستند، روش اندازه گيري اولتراسونيك كه يك روش غير تماسي مي باشد، که انتخاب مناسبی خواهد بود. صوت از محيط هاي مختلف به دليل چگالي هاي متفاومت آنها، با سرعت هاي متفاوتي عبور مي كند. به همين دليل، زمانيكه صوت از سطح مشترك مواد مختلف عبور مي كند، بسته به اختلاف چگالي دوماده، بخشي از آن بازتابيده مي شود.
در اندازه گيرهای اولتراسونيك، يك پالس توسط يك كريستال پيزوالكتريك توليد و ارسال مي شود. وقتي موج به سطح سيالي كه قصد داريم، ارتفاع آن را بسنجيم برخورد مي كند،مقداري از آن در برخورد با سطح بازتابيده شده، و توسط دستگاه دريافت مي شود. سپس مدت زمانيكه از انتشار تا دريافت انعكاس طول مي كشد، اندازه گيري شده و با استفاده از سرعت صوت، فاصله تاسطح ماده محاسبه مي شود. به اين ترتيب با دانستن ارتفاع تانك، ارتفاع سطح مايع نیز مشخص می شود .

اولتراسونيك و نقاط قوت و ضعف آن:

البته نباید نادیده گرفت که این اندازه گيري با مشكلاتي نيز همراه است كه پيش بيني همه آنها دشوار می باشد. از جمله این مشكلات  مي توان به بازتابهاي نویزی يا غلط اشاره داشت . سيگنال ارسالي ممكن است توسط ديواره تانك يا ساير موانع موجود در تانك بازتابانده شود . اين مشكل با نصب سنسور در موقعيتي كه مينيمم بازتابهاي غلط را داشته باشد، كمتر مي شود. حتی المقدور اكوهاي غلط بايد در زمان خالی بودن تانک شناسايي گردند تا در هنگام اندازه گيري، توسط مدارهاي الكترونيكي فيلتر شوند.
گاهی اوقات وجود كف، توربولنسي در سطح سيال و يا گرد و غبار در فضاي بالاي تانك، مقدار قابل توجهي از سيگنال را به اطراف بازتابيده و يا جذب مي كند. تغيير در تركيب گاز بالاي مايع نيز مي تواند منجر به تغيير سرعت انتقال صوت شود و سبب خارج شدن دستگاه، از كاليبراسيون شو د. به همين دليل از اين دستگاهها در موارد بالا، كمتر استفاده مي شود.

اندازه گیرهای اولتراسونیک

تغييرات فشار در مايعات به دليل اينكه تراكم ناپذير هستند، سبب تغيير محسوس در چگالي آنها نمي شود و در نتيجه سرعت صوت در آنها تغيير زيادي نمي كند. اما به هر حال، براي اطمينان ازعملكرد اين دستگاهها، دو حد فشاري بالا و پايين وجود دارد . در فشارهاي بسيار بالا، ممكن است سنسور بخاطر نيروهايي كه به آن وارد مي شود، قادر به عملكرد صحيح نباشد . همچنين از آنجاييكه در شرايط خلاء سيگنال صوتي منتقل نمي شود، اين سيستم نمي تواند در فشارهاي بيش از حد كم، خوب عمل كند.
اما تغييرات دماي سيال، سبب تغيير چگالي و در نتيجه تغيير سرعت صوت مي شود. به همين دليل سيستم اندازه گيري بايد يك سنسور دما نيز داشته باشند تا بطور الكتريكي تاثيرات تغييرات دما را جبران كند.
علي رغم اينكه  اندازه گيرهاي اولتراسونيك داراي دقت بالايي هستند، اما مسافت اندازه گيري آنها در محدود ه هاي خاصي مي باشد. چراكه سيگنال صوتي با افزايش مسافت طي شده، تضعيف مي شود. بنابراين سنسوري كه براي دقت بسيار بالا و مسافتهاي كوتاه طراحي شده، ممكن است براي مسافتهاي بلند دقت كمي داشته باشد . به همين خاطر براي هر كاربرد خاص و دقت مورد نياز، بايد سنسور خاصي انتخاب گردد.