Radara līmeņa mērītāju un ultraskaņas līmeņa mērītāju salīdzinājums

I. Darbības principu atšķirības

• Radara līmeņa mērītāji: tie izstaro augstas frekvences elektromagnētiskos viļņus (parasti 6 GHz, 26 GHz vai 80 GHz). Viļņi atstarojas no vides virsmas, un mērītājs aprēķina šķidruma līmeni, pamatojoties uz laika starpību starp pārraidi un uztveršanu.

• Ultraskaņas līmeņa mērītāji: tie izstaro ultraskaņas viļņus (parasti frekvence 20 kHz–200 kHz). Skaņas viļņi atstarojas no vides virsmas, un līmenis tiek noteikts, izmantojot laika starpību starp pārraidi un uztveršanu.

II. Priekšrocību salīdzinājums

Radara līmeņa mērītāju priekšrocības

1. Imunitāte pret vides faktoriem

• Elektromagnētisko viļņu izplatīšanos gandrīz neietekmē gaisa mitrums, temperatūra, spiediens, putekļi vai tvaiks. Tie saglabā stabilitāti skarbos apstākļos, piemēram, cementa tvertnēs ar augstu putekļu saturu, vārīšanas tvertnēs ar augstu tvaika līmeni vai vidē ar kodīgām gāzēm.

• Piemērs: Mēslošanas līdzekļu rūpnīcās amonjaka tvertnēs ultraskaņas signālus viegli vājina amonjaks, taču radars darbojas normāli.

2. Plašāks piemērojamo materiālu klāsts

• Piemērots augstas viskozitātes, gaistošu vai ļoti kodīgu vielu (piemēram, jēlnaftas, skābju-sārmu šķīdumu), kā arī cietu daļiņu (piemēram, ogļu, rūdas) un putojošu šķidrumu mērīšanai.

• Nav bažu par skaņas viļņu absorbciju vidē (izplatīta problēma ultraskaņas skaitītājiem ar augstas viskozitātes šķidrumiem).

3. Lielāks mērīšanas attālums un augstāka precizitāte

• Tipisks diapazons: 0,1 m–100 m (daži modeļi līdz 200 m). Mērījumu precizitāte parasti ir ±0,1 % no FS (pilna skala), un augstāka precizitāte ir augstfrekvences radaram (piemēram, 80 GHz).

• Ultraskaņas skaitītājiem parasti ir maksimālais diapazons no 0,1 m līdz 10 m un precizitāte ± 0,5 % no pilnās veiktspējas, un kļūdas palielinās lielākos attālumos.

4. Spēcīgāka aizsardzība pret traucējumiem

• Neietekmē mehāniskās vibrācijas vai elektromagnētiskie traucējumi, padarot tos ideāli piemērotus rūpnieciskām vietām ar blīvi noslogotiem motoriem, sūkņiem vai citām iekārtām.

Ultraskaņas līmeņa mērītāju priekšrocības

1. Zemākas izmaksas

• Vienkāršāka tehnoloģija nodrošina zemākas ražošanas izmaksas, padarot tās piemērotas budžeta ziņā ierobežotiem scenārijiem ar pamata mērījumu prasībām (piemēram, parastās ūdens tvertnes, tīra ūdens uzglabāšanas tvertnes).

2. Vienkāršāka instalēšana un atkļūdošana

• Nav nepieciešama sarežģīta parametru konfigurācija (atšķirībā no radara, kuram nepieciešams iestatīt vidējas dielektriskās konstantes). Darbībai un apkopei nepieciešamas mazāk iemaņu.

3. Labāka saderība ar nemetāliskiem konteineriem

• Plastmasas, stikla vai citu nemetālisku konteineru gadījumā ultraskaņas viļņi var mērīt caur konteinera sienu (ja tas ir uzstādīts pie sienas), savukārt radaram var būt precizitātes problēmas konteinera sienas atstarojumu dēļ.

III. Neizdevumu salīdzinājums

Radara līmeņa mērītāju trūkumi

1. Augstākas izmaksas

• Iegādes izmaksas parasti ir 3–10 reizes lielākas nekā ultraskaņas skaitītājiem, tāpēc tie nav piemēroti lētiem, liela mēroga vienkāršiem mērījumiem.

2. Stingras uzstādīšanas prasības

• Šķēršļi, piemēram, maisītāji vai kāpnes konteineru iekšpusē, var traucēt elektromagnētiskajiem viļņiem, tāpēc ir nepieciešama precīza kalibrēšana, lai izvairītos no aklajām zonām. Uzstādīšanai jābūt tālu no tvertnes sienām, lai novērstu atstarošanās traucējumus.

• Vidēm ar zemu dielektrisko konstanti (piemēram, benzīnam, sašķidrinātai gāzei) vājas atstarošanas signālu dēļ var būt nepieciešami specializēti modeļi (piemēram, vadāmo viļņu radars).

3. Augstāka apkopes sarežģītība

• Problēmu novēršanai ir nepieciešamas profesionālas zināšanas. Piemēram, ar eļļu vai netīrumiem pārklātas augstfrekvences radara antenas vājinās signāla atstarošanos un ir regulāri jātīra.

Ultraskaņas līmeņa mērītāju trūkumi

1. Jutība pret vides faktoriem

• Skaņas viļņus viegli vājina gaisa mitrums, temperatūra, putekļi vai tvaiks. Mērījumu kļūdas palielinās vai pilnībā izzūd vidē ar augstu mitruma līmeni (piemēram, papīrfabrikās), putekļainiem apstākļiem (piemēram, raktuvju silosos) vai augstu temperatūru (>60℃).

• Piemērs: Katlu tvaika cauruļu tuvumā ultraskaņas signāli tiek nopietni traucēti, bet radars paliek neietekmēts.

2. Ierobežoti piemērojamie nesēji

• Skaņas viļņu absorbcijas vai izkliedes dēļ nevar izmērīt augstas viskozitātes, gaistošus vai burbuļus saturošus šķidrumus (piemēram, asfaltu, alus fermentācijas buljonu). Nav piemērots arī cietām daļiņām (tās ir pakļautas skaņas viļņu izkliedei).

3. Ierobežots diapazons un precizitāte

• Maksimālais diapazons parasti ir <10 m, un precizitāte samazinās līdz ar attālumu. Mērījumi ar zemu attālumu (<0,5 m) ir pakļauti aklās zonas traucējumiem.

IV. Piemērojamo scenāriju kopsavilkums

​

V. Secinājums

• Radara līmeņa mērītāji ir lieliski piemēroti sarežģītiem darba apstākļiem (skarba vide, īpaši materiāli, lieli darbības rādiusi), taču tiem ir augstākas izmaksas un stingrākas uzstādīšanas/apkopes prasības.

• Ultraskaņas līmeņa mērītāji ir piemēroti vienkāršiem scenārijiem (normālai temperatūrai, tīrai videi, nelieliem darbības rādiusiem), tiem ir zemākas izmaksas un vienkāršāka darbība, bet vājākas traucējumu novēršanas iespējas.

Izvēlei jābalstās uz faktiskajiem apstākļiem (vide, vide, diapazons, budžets), un nepieciešamības gadījumā ieteicams veikt testēšanu uz vietas, lai pārliecinātos par piemērotību.