अल्ट्रासोनिक लेवल सेंसर वाले टैंक के लिए PTFE हीटर का चयन कैसे करें?

प्रोसेस टैंक में एक अत्याधुनिक अल्ट्रासोनिक लेवल सेंसर है। यह तरल की ऊंचाई मापने के लिए एक शुद्ध, अविकृत प्रतिध्वनि का उपयोग करता है। ध्वनि तरंग के सीधे पथ में एक विशाल ऊर्ध्वाधर पीटीएफई विसर्जन हीटर एक शक्तिशाली झूठे परावर्तक के रूप में काम कर सकता है, जिससे सेंसर स्तर को गलत समझ सकता है और संभवतः एक घातक सूखी आग या अतिप्रवाह को ट्रिगर कर सकता है। हीटर की भौतिक स्थिति और अभिविन्यास को न केवल थर्मल प्रदर्शन के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए, बल्कि सेंसर के लिए ध्वनिक रूप से ज्ञानी नहीं होना चाहिए।

हस्तक्षेप तंत्र को समझना
अल्ट्रासोनिक स्तर के सेंसर एक तंग शंकु में उच्च आवृत्ति ध्वनि पल्स (आमतौर पर 20 - 200 kHz) भेजते हैं। ध्वनि नीचे की ओर फैलती है, तरल सतह से परावर्तित होकर सेंसर तक वापस आती है। उड़ान माप का समय{{4}का दूरी की रीडिंग में अनुवाद किया जाता है। इस शंकु में कोई भी ठोस वस्तु, जैसे हीटर शीथ, ब्रैकेट या जंक्शन बॉक्स, अपनी स्वयं की प्रतिध्वनि उत्पन्न करती है। लेकिन अगर झूठी प्रतिध्वनि से संकेत पर्याप्त शक्तिशाली है, तो सेंसर वास्तविक तरल सतह के बजाय उस पर लॉक हो सकता है।

टैंक के केंद्र पर या उसके निकट स्थित एक ऊर्ध्वाधर पीटीएफई विसर्जन हीटर ध्वनि तरंग की दिशा के लंबवत एक विस्तृत सपाट सतह प्रस्तुत करता है। इस ज्यामिति के परिणामस्वरूप उज्ज्वल स्पेक्युलर प्रतिबिंब बनता है। सेंसर इसे हीटर के डूबने की गहराई पर तरल स्तर के रूप में व्याख्या कर सकता है जिसके परिणामस्वरूप अंडरफिलिंग (यदि झूठी प्रतिध्वनि वास्तविक स्तर से ऊपर है) या ओवरफिलिंग (यदि हीटर के शीर्ष को लगभग पूर्ण स्थिति के रूप में देखा जाता है) हो सकता है। अधिक गंभीर परिस्थितियों में, सेंसर तरल की उपस्थिति को भी नहीं पहचान सकता है, जिससे टैंक सूख जाता है जबकि हीटर सक्रिय रहता है, एक ऐसी स्थिति जो पीटीएफई शीथ को तेजी से नुकसान पहुंचाती है।

मुख्य चयन सिद्धांत: ध्वनिक अदृश्यता
पीटीएफई हीटर अल्ट्रासोनिक लेवल सेंसर टैंक चयन का उद्देश्य हीटर को ध्वनिक रूप से ज्ञानी नहीं बनाना है। यह गर्म तत्व को सेंसर के अल्ट्रासोनिक बीम के बाहर पूरी तरह से रखकर और किसी भी बड़ी सपाट सतह को हटाकर पूरा किया जाता है जो दर्पण के रूप में कार्य कर सकती है। समस्या PTFE पदार्थ की नहीं है, - PTFE में पानी के समान ध्वनिक प्रतिबाधा होती है और वास्तव में यह कई धातुओं की तुलना में ध्वनि को कम कर देती है। मुद्दा ज्यामिति और स्थान का है।

हीटर की पसंदीदा व्यवस्था
वर्टिकल हीटर, साइड माउंटेड
एक पीटीएफई वर्टिकल हीटर को टैंक की साइड की दीवार पर दीवार के जितना करीब संभव हो लगाया जाता है, हीटर को केंद्रीय बीम पथ के बाहर रखा जाता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर आम तौर पर टैंक के शीर्ष के केंद्र में लगाया जाता है। किनारे पर स्थापित हीटर परिधि में है, जहां ध्वनि तरंग की ताकत सबसे कम है। यह व्यवस्था संकीर्ण टैंकों (व्यास <1 मीटर) या संकीर्ण सेंसर बीम कोण (उदाहरण के लिए . 5-10 डिग्री) के लिए अनुकूलित है। हालाँकि, बड़े टैंकों या चौड़े बीम सेंसर (15-30 डिग्री) के लिए, साइड की दीवारों पर भी रोशनी की जा सकती है।

पसंदीदा समाधान: एल-आकार का या कोण वाला हीटर
अधिकांश इंस्टालेशन में सबसे विश्वसनीय विकल्प L-आकार या कोण वाला PTFE इमर्शन हीटर है। इस प्रकार के हीटर को एक साइड नोजल के माध्यम से डाला जाता है, लेकिन फिर टैंक में नीचे या तिरछे घुमाया जाता है। हीटिंग भाग साइड की दीवार के समानांतर स्थित है और साइड की दीवार के बेहद करीब है, आमतौर पर दीवार से लगभग 50-100 मिमी। ध्वनि तरंगें केंद्र से धीरे-धीरे फैलती हैं, इसलिए सेंसर इस हीटर को कभी नहीं देखता है, क्योंकि यह अपनी किरण को केंद्र की ओर नीचे की ओर निर्देशित करता है।

एल-आकार के हीटर के दो अतिरिक्त लाभ हैं:

हीटिंग की लंबाई लंबी हो सकती है (तरल की अधिकांश गहराई) और फिर भी बीम से बाहर हो सकती है।

आसान पहुंच के लिए माउंटिंग फ्लैंज सेंसर इंस्टॉलेशन के शीर्ष केंद्र से दूर साइड की दीवार पर है।

हीटर को टैंक में एक अदृश्य, मौन उपस्थिति होनी चाहिए, जो ध्वनि तरंगों के रास्ते से दूर हो जो कि स्तर नियंत्रण की आंखें हैं।

हीटर बग़ल में या क्षैतिज रूप से लगा हुआ
उथले टैंक (< 500 mm height) may not accommodate vertical heaters without them protruding from the liquid. A horizontally mounted heater inserted through a side port and running along the bottom is completely out of the field of sight of the ultrasonic sensor. However, care must be taken to avoid placing the heater immediately under the sensor – a horizontal heater just below can still cause a reflection if the sound wave penetrates through the liquid and hits its top surface. The recommended practice is to incorporate a horizontal heater at least 200 mm away from the vertical axis of the sensor.

क्या न करें: केंद्र में लंबवत हीटर
अल्ट्रासोनिक लेवल सेंसर वाले टैंक के लिए सबसे खराब बोधगम्य स्थान केंद्र है, जहां एक पीटीएफई हीटर को ऊर्ध्वाधर स्थिति में रखा जाता है। हीटर एक बड़ा बेलनाकार लक्ष्य है जो सीधे बीम पथ में स्थित होता है। यहां तक ​​कि सेंसर के सॉफ़्टवेयर में इको रिडक्शन तकनीकों के साथ भी, केंद्रीय हीटर से एक मजबूत, निरंतर झूठी इको की आमतौर पर गलत पहचान की जाती है। इसी डिज़ाइन त्रुटि के कारण गर्म टैंकों पर अल्ट्रासोनिक स्तर नियंत्रण की कई फ़ील्ड विफलताएँ हुई हैं।

तकनीकी एकीकरण मुद्दे
अल्ट्रासोनिक सेंसर विन्यास
हीटर चुनने से पहले निम्नलिखित सेंसर पैरामीटर स्थापित करने की आवश्यकता है:

बीम कोण (आमतौर पर 5-30 डिग्री)। यह ध्वनि शंकु निर्दिष्ट करता है. सेंसर से एक निश्चित दूरी पर बीम के व्यास का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है: बीम व्यास=2*दूरी*टैन(बीम कोण/2)

डेड बैंड: सेंसर के ठीक सामने का क्षेत्र (आमतौर पर 0.1-0.5 मीटर) जिसे मापा नहीं जा सकता। हीटर का कोई भी हिस्सा (ब्रैकेट या जंक्शन बॉक्स सहित) इस क्षेत्र में नहीं आएगा।

डेडबैंड: सेंसर के संचालन शुरू होने से पहले का स्थान। न्यूनतम संवेदन दूरी.

हीटर स्थिति सत्यापन
आपके द्वारा हीटर का प्रकार और माउंटिंग स्थान चुनने के बाद, वास्तविक स्थापना से पहले एक त्वरित मैपिंग परीक्षण किया जाना चाहिए। परीक्षण प्रक्रिया:

अल्ट्रासोनिक सेंसर को उसके निर्दिष्ट स्थान पर संलग्न करें।

टैंक में नियोजित स्थान पर पीटीएफई हीटर (या एक ही आकार और माप का नकली) रखें।

टैंक को ज्ञात ऊंचाई तक पानी से भरें।

हीटर को थोड़ी मात्रा में हिलाएं और सेंसर आउटपुट का निरीक्षण करें। बताए गए स्तर में कोई भी अचानक उछाल हीटर से आने वाली झूठी प्रतिध्वनि है।

हीटर की स्थिति या ओरिएंटेशन बदलें ताकि संपूर्ण कार्य स्तर सीमा पर कोई झूठी प्रतिध्वनि न हो।

यह परीक्षण विशेष रूप से जटिल आंतरिक संरचनाओं (बैफल्स, मिक्सर, कॉइल्स) वाले टैंकों के लिए प्रासंगिक है जो अतिरिक्त प्रतिबिंब उत्पन्न कर सकते हैं।

माउंटिंग ब्रैकेट और जंक्शन बॉक्स प्लेसमेंट
कई टैंक टॉप या साइड वॉल माउंटेड हीटर मेटल माउंटिंग ब्रैकेट और इलेक्ट्रिकल जंक्शन बॉक्स के साथ प्रदान किए जाते हैं। इन्हें अल्ट्रासोनिक किरण से भी दूर रखना होगा। भले ही पीटीएफई शीथ ठीक से छिपा हुआ हो, सेंसर के करीब एक धातु ब्रैकेट एक महत्वपूर्ण प्रतिध्वनि पैदा कर सकता है। जंक्शन बॉक्स या तो सेंसर के बीम पथ के नीचे या सेंसर के टैंक की तरफ स्थित होना चाहिए। यदि टैंक का शीर्ष सपाट है, तो सेंसर को उस स्थान पर रखें जहां बीम कोन के भीतर कोई अन्य शीर्ष मर्मज्ञ फिटिंग (जैसे हीटर फ्लैंज, थर्मोवेल या डिप पाइप) न हो।

व्यावहारिक चयन जाँच सूची
अल्ट्रासोनिक लेवल सेंसर वाले टैंक के लिए PTFE हीटर चुनने के लिए, निम्नलिखित चेकलिस्ट का उपयोग किया जाएगा:

सेंसर डेटा प्राप्त करें: बीम कोण, डेड बैंड की दूरी और माउंटिंग स्थान।

तरल की सामान्य गहराई पर बीम पदचिह्न निर्धारित करें।

बीम कोन के अंदर कोई हीटर या ब्रैकेट नहीं। केंद्रीय रूप से स्थापित न करें.

किनारे पर लगे L-आकार या कोण वाले हीटर चुनें, जो गर्म हिस्से को टैंक की दीवार के करीब रखते हैं।

उथले टैंकों के लिए क्षैतिज माउंट (सुनिश्चित करें कि हीटर सेंसर के ठीक नीचे न हो)

रासायनिक सेवा से पहले पानी के साथ मानचित्रण परीक्षण।

इंस्टॉलेशन ड्राइंग पर अंतिम स्थिति दर्ज करें।

ट्रेन ऑपरेटरों को यह समझना चाहिए कि लेवल रीडिंग में तेज बदलाव बीम पथ में हीटर की गति (उदाहरण के लिए कंपन के कारण) के कारण हो सकता है।

निष्कर्ष: ताप जो ध्वनिक रूप से अदृश्य है
अल्ट्रासोनिक लेवल सेंसर वाले टैंक के लिए सही PTFE हीटर चुनना ध्वनिक स्थिति में एक सबक है। यह स्पष्ट और सटीक महत्वपूर्ण स्तर की प्रतिक्रिया (सेंसर की प्रतिध्वनि) को हीटिंग तत्व से नकली प्रतिबिंबों से मुक्त रखता है। इष्टतम हीटिंग डिज़ाइन वह है जो टैंक में अन्य सेंसर को अंधा नहीं करता है। विश्वसनीय और सुरक्षित टैंक स्तर प्रबंधन को एक साइड {3} माउंटेड एल {{4} }आकार के हीटर का चयन करके और मैपिंग परीक्षण द्वारा इसकी स्थिति को सत्यापित करके और यह सुनिश्चित करके प्राप्त किया जा सकता है कि सभी ब्रैकेट और कनेक्शन बॉक्स अल्ट्रासोनिक बीम के बाहर हैं। इस छोटे से एकीकरण आइटम के कारण असंख्य शुष्कता संबंधी विफलताएँ और अतिप्रवाह समस्याएँ उत्पन्न हुई हैं। डिज़ाइन के दौरान कुछ मिनटों की ध्वनिक योजना से महीनों की डीबगिंग से बचा जा सकता है।