ترانسمیتر سطح التراسونیک

ترانسمیتر سطح التراسونیک دستگاهی است که برای اندازه‌ گیری پیوسته و بدون تماس سطح مایعات و همچنین برخی مواد جامد دانه‌ ای یا پودری در مخازن، سیلوها و حوضچه‌ ها به کار می‌ رود.

این دستگاه در واقع سطح را با استفاده از امواج صوتی فرکانس بالا (فراصوت) که بالاتر از محدوده شنوایی انسان هستند، اندازه می‌ گیرد.

نحوه کار ترانسمیتر سطح التراسونیک

اصل کار این ترانسمیتر بر مبنای اندازه‌ گیری زمان پرواز (Time-of-Flight) امواج صوتی است:

ارسال پالس: یک مبدل (که معمولاً در بالای مخزن نصب شده است) یک پالس کوتاه از امواج فراصوت را به سمت پایین و سطح ماده مورد نظر (مایع یا جامد) ارسال می‌ کند.
انعکاس (پژواک): این امواج پس از برخورد با سطح ماده، منعکس شده و به سمت مبدل بازمی‌ گردند. این موج برگشتی به عنوان پژواک شناخته می‌ شود.
محاسبه زمان: دستگاه با دقت بالایی، مدت زمان بین ارسال پالس و دریافت پژواک را اندازه‌ گیری می‌ کند.
تعیین فاصله: از آنجایی که سرعت صوت در محیط (معمولاً هوا) شناخته شده است، دستگاه با استفاده از این زمان و سرعت صوت، فاصله بین مبدل و سطح ماده را محاسبه می‌ کند. این محاسبه به این صورت است که مسافت طی شده (رفت و برگشت) نصف می‌ شود تا فاصله واقعی به دست آید.
تبدیل به سطح: با دانستن ارتفاع کل مخزن، دستگاه فاصله محاسبه شده را به ارتفاع واقعی سطح ماده درون مخزن تبدیل کرده و آن را به صورت یک سیگنال الکتریکی استاندارد (مثل 4 تا 20 میلی‌ آمپر) به سیستم‌ های کنترلی ارسال می‌ کند.

کاربردهای ترانسمیتر سطح التراسونیک

این نوع ترانسمیتر به دلیل ماهیت غیر تماسی خود، در بسیاری از صنایع که تماس با ماده دشوار، خطرناک یا ناخوشایند است، استفاده می‌ شود:

1. صنایع آب و فاضلاب:

اندازه‌ گیری سطح آب در تصفیه‌ خانه‌ ها، ایستگاه‌ های پمپاژ و مخازن ذخیره آب.
کنترل سطح در حوضچه‌ های ته‌ نشینی و اندازه‌ گیری جریان در کانال‌ های باز.

2. صنایع شیمیایی:

اندازه‌ گیری سطح مایعات خورنده یا اسیدی که در صورت تماس، به سنسورهای معمولی آسیب می‌ زنند.

3. نفت و پتروشیمی:

نظارت بر سطح سوخت و مواد شیمیایی مایع در مخازن ذخیره (در شرایط کم‌ فشار و کم‌ دما).

4. صنایع غذایی و دارویی:

اندازه‌ گیری سطح مواد اولیه یا محصولات نهایی در مخازن، جایی که حفظ بهداشت و جلوگیری از آلودگی ضروری است.

5. مدیریت پسماند و جامدات فله:

اندازه‌ گیری سطح لجن، دوغاب و همچنین مواد جامد گرانولی مانند سیمان، غلات، آرد یا پودرهای پلاستیکی در سیلوهای کوچک.

مزیت‌ ها:

غیر تماسی: سنسور با ماده در تماس نیست، لذا برای مواد چسبنده، داغ یا خورنده بسیار مناسب است.
هزینه نگهداری پایین: به دلیل عدم تماس، سایش و پارگی کمتر است.
نصب آسان: نصب ساده‌ ای دارد.

محدودیت‌ ها:

حساسیت به محیط: وجود بخار متراکم، کف زیاد، گرد و غبار سنگین یا تلاطم شدید بر دقت اندازه‌ گیری تأثیر منفی می‌ گذارد و ممکن است سیگنال را تضعیف کند.
محدودیت‌ های فشار و دما: در مقایسه با روش‌ های راداری، در شرایط فشار و دمای بسیار بالا عملکرد ضعیف‌ تری دارد.
منطقه کور: در فاصله بسیار نزدیک به سنسور قادر به اندازه‌ گیری نیست.