مقاييس مستوى الموجات فوق الصوتية للمشاريع الصغيرة: هل تستحق المال حقًا؟

أرسل لي أحد مديري المصنع جدول بيانات عبر البريد الإلكتروني في الربيع الماضي يقارن بين أربعة عروض أسعار لأجهزة استشعار المستوى لخزان جرعات واحد يبلغ سعته 2000-لتر. تراوحت الأسعار من 80 دولارًا إلى 950 دولارًا لنفس الوظيفة بشكل أساسي: أخبر المشغل بموعد إعادة التعبئة. هذا الانتشار هو سبب استمرار طرح هذا السؤال. في مكان ما بين مفتاح التعويم الرخيص والميزات الكاملةجهاز إرسال الراداريجلسمقياس مستوى بالموجات فوق الصوتية، وبالنسبة لمعظم الدبابات الصغيرة، فهذا هو الخيار الذي ينتهي الأمر بالناس إلى الندم عليه - ولكن ليس دائمًا.

هذه ليست مقالة "شراء هذا". إنها جولة حول أين تذهب التكلفة فعليًا، وأين تدفع الموجات فوق الصوتية تكاليفها بسرعة، وأين تصبح الخيار الخاطئ بهدوء على الرغم من أنها تبدو أرخص في ورقة الأسعار.

ما يعتبر "مشروعًا صغيرًا" هنا

يتم طرح هذا المصطلح بشكل فضفاض، لذلك من المفيد تثبيته. في هذه القطعة المشروع الصغير يعني:

خزان واحد أو مجموعة صغيرة من الخزانات - مياه أو جرعات كيميائية أو وقود أو سوائل معالجة - يبلغ ارتفاعها بشكل عام أقل من 10-15 مترًا
ورشة عمل، أو خط صغير للمشروبات أو الأطعمة، أو مزرعة، أو نقطة مراقبة عن بعد بدون ميزانية مخصصة للأجهزة
يقوم شخص ما في فريق الصيانة، وليس مهندس التحكم، بالتثبيت واستكشاف الأخطاء وإصلاحها من حين لآخر

السبب وراء أهمية ذلك هو أن المواصفات المكتوبة لمزرعة صهاريج في مصفاة لا يتم نقلها بشكل نظيف إلى صهريج مياه الأمطار خلف المستودع. يختلف منطق الشراء عندما لا يكون هناك-مهندس داخلي لرعاية المعدات.

كيف يعمل المستشعر فعليًا، بعبارات واضحة

يتم تركيب جهاز إرسال بالموجات فوق الصوتية فوق السائل ويطلق نبضًا صوتيًا إلى الأسفل. يقوم بحساب الوقت الذي يستغرقه الصدى ليرتد عن السطح ويعود، ثم يحول ذلك إلى مسافة وقراءة مستوية. لا شيء يلامس السائل، لذلك لا يوجد شيء يتآكل أو يغطى أو يستبدل - وهو جزء كبير من سبب ظهور هذه التقنية كثيرًا في معالجة المياه ومعالجة الأغذية والتعامل مع المواد الكيميائية الخفيفة.

معظم وحدات الأغراض العامة -التي تُباع للخزانات الصغيرة تغطي نطاقات تصل إلى 8-10 أمتار تقريبًا، ويقدم المصنعون نماذج زاوية شعاع أضيق-مخصصة للسفن الضيقة، بالإضافة إلى نطاقات ميتة أقصر تستعيد ارتفاع الخزان القابل للاستخدام - ويتميز العديد من الموردين الآن بتصميمهم خصيصًا للتركيبات ذات المساحة المحدودة-[1]. هذه التفاصيل مهمة أكثر مما تبدو - يمكن أن يترك المستشعر ذو الشعاع العريض أو النطاق الميت الطويل جزءًا ذا معنى من خزان صغير غير قابل للقراءة بشكل دائم، وهو ما لا يلاحظه أحد حتى يفيض الخزان أثناء أعلى-.

What is ultrasonic level sensor?

ما الذي تدفع مقابله فعليًا

الأجهزة

تبدأ وحدات مستوى الدخول- للخزانات والطبول والصناديق بمئات الدولارات المنخفضة، مع إدراج النماذج الأساسية بسعر يبدأ من حوالي 125 دولارًا اعتمادًا على النطاق ونوع الإخراج [2]. انتقل إلى المرحلات القابلة للبرمجة، وخرج 4-20 مللي أمبير، والأغطية المقاومة للمواد الكيميائية-مثل PVDF أو الفولاذ المقاوم للصدأ، وتتراوح أسعارك عادةً بين 300 و800 دولار. ترتفع الإصدارات المضادة للانفجار-أو بعيدة المدى.

للمقارنة،-يقع الرادار غير الملامس في مستوى أعلى من السعر وهو بشكل عام الخيار الأفضل للخزانات المزودة بأجهزة تقليب أو بنية داخلية أو تطبيقات حيث الدقة مهمة حقًا - ولكنها تكلف أكثر وتستغرق وقتًا أطول للضبط بشكل صحيح - يمكن لوحدات الرادار المدمجة الحفاظ على الدقة في حدود ±2 مم تقريبًا على السوائل والملاط، وهي خطوة ذات معنى من الدقة فوق الصوتية، مع خطوة مطابقة في السعر [3].

تثبيت

هذا هو المكان الذي تفوز فيه الموجات فوق الصوتية عادةً بشكل مباشر بالإعدادات الصغيرة. يتم وضع المستشعر أعلى الخزان - بدون قطع في جدار الوعاء، ولا يوجد بئر تجميد، ولا يوجد تصريح عمل ساخن- للتركيبات المبللة. يمكن لتقنية الصيانة عمومًا تركيب وحدة أساسية وتوصيلها بالأسلاك في أقل من ساعة، خاصة في الطرز التي تتخطى برامج التكوين الخارجية تمامًا.

الصيانة المستمرة

نظرًا لأن وجه محول الطاقة فقط هو الذي يتعرض لمساحة رأس الخزان، وليس السائل، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية تتجنب التلوث والتآكل الميكانيكي الذي يؤدي في النهاية إلى قتل المفاتيح العائمة وأجهزة قياس الإزاحة في الوسائط القذرة أو اللزجة. يقوم العديد من الشركات المصنعة للوحدات الصناعية-بتسويق عقود من الخدمة مع عدم وجود صيانة مجدولة في ظل الظروف العادية - بعض الوحدات الصناعية للخدمة الشاقة-تحمل تصنيفات خدمة تتجاوز 20-عامًا [4]. بالنسبة لعملية بدون عقد صيانة، غالبًا ما يكون هذا هو الرقم الذي يقرر الشراء فعليًا - وليس السعر الملصق.

اندماج

يتم توصيل الإخراج التناظري القياسي (4-20 مللي أمبير أو 0-10 فولت) بأي وحدة تحكم PLC أو وحدة تحكم أساسية تقريبًا بدون برامج خاصة. وهذا يجعل فاتورة تكامل المشروع الصغير- منخفضة، حيث لا يتعين على أي شخص ترخيص أداة تكوين أو إرسال شخص ما للتدريب - وهو ما يمكن أن يحدث مع أنظمة الرادار أو الموجات الموجهة المتطورة.

مقارنة عالمية سريعة-حقيقية

كانت إحدى عمليات التعبئة الصغيرة التي عملت عليها هي تشغيل مفتاحين عائمين لكل خزان -، أحدهما للارتفاع، والآخر للانخفاض - في مجموعة مكونة من أربعة خزانات شراب. عملت المفاتيح، حتى توقفت عن العمل: كانت البقايا اللزجة من الشراب تعطل ذراع الطفو بشكل دوري، وكان على شخص ما أن يسحب المفتاح وينظفه مرتين في السنة، مما يعني تصريف الخزان أولاً. أدى التبديل إلى جهاز إرسال بالموجات فوق الصوتية واحد لكل خزان مع خرج 4-20 مللي أمبير مرتبط بـ PLC الحالي إلى القضاء على دورة التصريف والتنظيف تمامًا. تكلف الأجهزة مقدمًا أكثر من زوج من العوامات، لكن العمالة التي تم توفيرها في عمليتي إيقاف التشغيل سنويًا دفعت هذا الفارق خلال الأشهر الاثني عشر الأولى. هذا هو النمط الذي يظهر مرارًا وتكرارًا في المشاريع الصغيرة: الربح ليس في سعر الوحدة، بل فيما تتوقف عن القيام به بعد ذلك.

حيث الموجات فوق الصوتية هي الاختيار الواضح

تنظيف-إلى-السوائل النظيفة-بشكل معتدل في خزانات مفتوحة أو مهواة - ماء، جرعات خفيفة من المواد الكيميائية، الوقود، تخزين مياه الأمطار
التعديلات التحديثية حيث لا يعد قطع الخزان الحالي خيارًا
المواقع النائية أو غير المأهولة، نظرًا لأن قلة الأجزاء المتحركة تعني أسبابًا أقل للقيادة هناك
ميزانية-عمليات صغيرة محدودة حيث لا تكون هناك حاجة إلى دقة مستوى الرادار-.

حيثما يكون الأمر قصيرًا - حتى في مهمة صغيرة

رغوة أو بخار كثيف أو سطح مضطرب

يعتمد القياس على صدى نظيف. تعمل الرغوة أو التكثيف أو البخار الكثيف الموجود على وجه المستشعر على تشتيت النبض أو امتصاصه وينتج قراءات غير موثوقة، وهذه-نقطة ضعف موثقة جيدًا في التقنية في الخزانات التي بها عوائق داخلية أو رغوة ثقيلة وبخار [5]. تقع خزانات التخمير وبعض تطبيقات مياه الصرف الصحي في هذا الفخ بانتظام. عادةً ما يكون جهاز إرسال الضغط الهيدروستاتيكي أو وحدة الرادار الموجهة هو الرهان الأفضل على المدى الطويل-، حتى في ظل الميزانية المحدودة.

العوائق الداخلية

تقوم السلالم والمحرضات وملفات التسخين والحواجز بإرجاع أصداء كاذبة إلى المستشعر. غالبًا ما يستحق رادار الشعاع الضيق- الذي يتمتع برفض أفضل للعوائق الإنفاق الإضافي بمجرد أن يكون للدبابة أجهزة داخلية في مسار الإشارة.

متطلبات الدقة الصارمة

تصل مقاييس الموجات فوق الصوتية إلى حوالي 0.25-0.5% من دقة النطاق الكامل، والتي تغطي معظم وظائف التخزين والجرعات بشكل مريح. إذا كانت العملية تحتاج إلى مستوى تكرار بالمليمتر - -، تجميع دقيق للنسبة الكيميائية، على سبيل المثال - دقة أكثر إحكامًا للرادار - مرة أخرى، ما يقرب من ±2 مم على السوائل والملاط - هو الإنفاق الأكثر دفاعًا [3].

ثلاثة أسئلة قبل الشراء

هل الخزان مزود بفتحات تهوية وسطح هادئ إلى حد معقول؟إذا كانت الإجابة بنعم، يبقى الموجات فوق الصوتية في اللعب.
هل هناك أي عوائق داخلية أو رغوة كثيفة أو بخار كثيف؟إذا كانت الإجابة بنعم، فانظر إلى الرادار أو جهاز الاستشعار الهيدروستاتيكي بدلاً من ذلك.
هل تحتاج إلى دقة أكثر من 0.5%؟إذا كانت الإجابة بنعم، فمن المحتمل ألا يؤدي توفير أجهزة الموجات فوق الصوتية إلى تعويض تكلفة إعادة المعايرة أو تغيير العملية في المستقبل.

إذا كان الخزان نظيفًا وجيد التهوية وخاليًا من العوائق الداخلية - والذي يصف معظم الإعدادات التجارية والخفيفة الصغيرة-الصناعية - فمن المرجح جدًا أن يكون الموجات فوق الصوتية هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة-على الطاولة، حيث يجمع بين تكلفة الأجهزة المنخفضة والحد الأدنى من عمالة التركيب و-الصيانة تقريبًا طوال فترة عمله.

التعليمات

هل مقياس المستوى بالموجات فوق الصوتية دقيق بدرجة كافية لخزان صغير؟

بالنسبة لمعظم تطبيقات التخزين والجرعات وتتبع المخزون، نعم. دقة 0.25-0.5% من المدى الكامل أكثر من كافية للدبابات التي يقل طولها عن 10-15 مترًا. ويصبح هذا فقط قيدًا على العمليات التي تتطلب تكرارًا على مستوى المليمتر-، مثل التجميع الدقيق.

ما هي المدة التي يستمر فيها مستشعر مستوى الموجات فوق الصوتية عادةً؟

عادةً ما يتم تصنيف وحدات الدرجة الصناعية- على أنها عقود من الخدمة المستمرة دون الحاجة إلى صيانة مجدولة، نظرًا لأن محول الطاقة لا يلامس السائل مطلقًا. يعتمد العمر الفعلي بشكل كبير على الظروف المحيطة - حيث يؤدي البخار والغبار وتقلبات درجة الحرارة في وجه المستشعر إلى تقصيره.

هل يمكن استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية مع السوائل المسببة للتآكل أو اللزجة؟

في كثير من الأحيان، نعم، وذلك على وجه التحديد لأن المستشعر لا يلمس الوسط. العامل المحدد ليس السائل نفسه ولكن ما يحدث على السطح - يمكن أن تتداخل الرغوة أو البخار الثقيل أو الرذاذ مع الإشارة بغض النظر عن ماهية السائل.

ما هو السبب الرئيسي وراء إعطاء مقياس الموجات فوق الصوتية قراءات غير موثوقة؟

دائمًا ما يكون هناك أحد ثلاثة أشياء: وجود رغوة أو بخار على وجه المستشعر، أو وجود عائق داخلي يعكس صدى كاذبًا، أو وجود شريط ميت طويل جدًا بالنسبة لارتفاع الخزان. التحقق من هذه الثلاثة قبل إلقاء اللوم على المستشعر يحل معظم الشكاوى الميدانية.

هل الموجات فوق الصوتية أو الرادار هي الخيار الأفضل-للمشتري لأول مرة بميزانية محدودة؟

بالنسبة إلى الخزان النظيف المزود بفتحات تهوية بدون هيكل داخلي، عادةً ما تكون الموجات فوق الصوتية هي نقطة البداية الأكثر فعالية من حيث التكلفة-. يحصل الرادار على سعر أعلى عندما يكون الخزان به محرضات أو سلالم أو عوائق أخرى، أو عندما تكون متطلبات الدقة ضيقة بشكل غير عادي.

هل تحتاج أجهزة استشعار مستوى الموجات فوق الصوتية إلى إعادة المعايرة بعد التثبيت؟

تتم معايرة العديد من النماذج{0}}مسبقًا أو يتم تكوينها ذاتيًا-باستخدام وظيفة تعليم فارغة/كاملة أثناء الإعداد، لذا فإن إعادة المعايرة المستمرة نادرة في ظل ظروف التشغيل المستقرة. تعتبر الخزانات ذات الهندسة الداخلية المتغيرة أو العوائق المضافة هي الاستثناء.

الأفكار النهائية

نادرًا ما تعتمد فعالية التكلفة-في مشروع صغير على الرقم الموجود في عرض الأسعار. ويظهر لاحقًا - في المدة التي يستغرقها التثبيت، وما إذا كان أي شيء يحتاج إلى الاستبدال بعد عام من الاستخدام، وما إذا كان المستشعر متصلاً بما لديك بالفعل أو يجبرك على استخدام برنامج جديد. تميل مقاييس المستوى بالموجات فوق الصوتية إلى الفوز في جميع النواحي الثلاثة للخزانات النظيفة والمهووسة والخالية من العوائق-. كما يمكن التنبؤ بمكان الخسارة أيضًا: الرغوة، أو البخار، أو الأجهزة الداخلية، أو متطلبات الدقة التي لم يتم تصميم التكنولوجيا من أجلها على الإطلاق.

الطريقة الأكثر أمانًا لتحديد جهاز الاستشعار هي مطابقته للظروف الفعلية للدبابة، وليس السعر بمفرده. وحدة بقيمة 150 دولارًا تعطي قراءات سيئة في خزان رغوي ليست صفقة - إنها تكلفة لم تظهر في الفاتورة بعد.

إذا كنت تزن خيارات لأبعاد معينة لخزان -، أو الوسائط، سواء كانت هناك رغوة أو بنية داخلية لحساب -، فأرسل التفاصيل ويمكننا المساعدة في تضييق نطاق نوع المستشعر المناسب بالفعل، وليس فقط نوع المستشعر الذي نبيعه. تواصل مع فريقنا للحصول على توصية سريعة وعرض أسعار.

اتصل الآن