จะเลือกเครื่องทำความร้อน PTFE สำหรับถังที่มีเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกได้อย่างไร

ในถังกระบวนการจะมีเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกที่ซับซ้อน ใช้เสียงสะท้อนที่บริสุทธิ์และไม่มีการบิดเบือนในการวัดความสูงของของเหลว เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แนวตั้งขนาดใหญ่ในเส้นทางตรงของคลื่นเสียงสามารถทำงานเป็นตัวสะท้อนเท็จอันทรงพลัง ส่งผลให้เซ็นเซอร์เข้าใจผิดระดับและอาจกระตุ้นให้เกิดไฟแห้ง-ร้ายแรงหรือไฟล้น ตำแหน่งทางกายภาพและการวางแนวของเครื่องทำความร้อนควรได้รับการปรับให้เหมาะสมไม่เพียงแต่เพื่อประสิทธิภาพด้านความร้อนเท่านั้น แต่ยังไม่สามารถตรวจจับทางเสียงของเซ็นเซอร์ได้ด้วย

ทำความเข้าใจกลไกการรบกวน
เซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกจะส่งพัลส์เสียงความถี่สูง (ปกติ 20 – 200 kHz) ในรูปกรวยที่แน่น เสียงแพร่กระจายลงเนิน สะท้อนจากพื้นผิวของเหลวและกลับไปยังเซ็นเซอร์ เวลา-ของ-การวัดการบินจะถูกแปลเป็นการอ่านระยะทาง วัตถุแข็งใดๆ ในกรวยนี้ เช่น ปลอกทำความร้อน ฉากยึด หรือกล่องรวมสัญญาณ จะสร้างเสียงก้องในตัวเอง แต่หากสัญญาณจากเสียงก้องเท็จมีพลังเพียงพอ เซ็นเซอร์อาจล็อคเข้ากับมันแทนพื้นผิวของเหลวของแท้

เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แนวตั้งซึ่งอยู่บนหรือใกล้ศูนย์กลางของถังจะมีพื้นผิวเรียบกว้างและกว้างตั้งฉากกับทิศทางของคลื่นเสียง รูปทรงเรขาคณิตนี้ส่งผลให้เกิดการสะท้อนแบบสเปกตรัมที่สว่าง จากนั้น เซ็นเซอร์อาจตีความสิ่งนี้ว่าเป็นระดับของเหลวที่ระดับความลึกของการจุ่มของเครื่องทำความร้อน ซึ่งส่งผลให้เกิดการบรรจุน้อยเกินไป (หากเสียงก้องผิดพลาดอยู่เหนือระดับที่แท้จริง) หรือการบรรจุมากเกินไป (หากเห็นว่าส่วนบนสุดของเครื่องทำความร้อนมีสถานะใกล้เต็ม) ในสถานการณ์ที่รุนแรงยิ่งขึ้น เซ็นเซอร์อาจไม่รับรู้ถึงการมีอยู่ของของเหลวด้วยซ้ำ ทำให้ถังแห้งในขณะที่เครื่องทำความร้อนยังคงมีพลังงานอยู่ ซึ่งเป็นสภาวะที่สร้างความเสียหายอย่างรวดเร็วให้กับปลอก PTFE

หลักการเลือกคีย์: การมองไม่เห็นทางเสียง
จุดมุ่งหมายของการเลือกถังเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิคของเครื่องทำความร้อน PTFE คือการทำให้เครื่องทำความร้อนตรวจไม่พบเสียง ซึ่งทำได้โดยการวางองค์ประกอบความร้อนไว้ด้านนอกลำแสงอัลตราโซนิกของเซ็นเซอร์จนสุด และกำจัดพื้นผิวเรียบขนาดใหญ่ที่อาจทำหน้าที่เป็นกระจก ปัญหาไม่ได้อยู่ที่สาร PTFE per se - PTFE มีอิมพีแดนซ์ทางเสียงคล้ายกับน้ำ และจริงๆ แล้วลดทอนเสียงได้น้อยกว่าโลหะหลายชนิด ประเด็นคือเรื่องเรขาคณิตและตำแหน่ง

การจัดวางเครื่องทำความร้อนที่ต้องการ
เครื่องทำความร้อนแนวตั้ง ติดตั้งด้านข้าง
เครื่องทำความร้อนแนวตั้ง PTFE วางอยู่บนผนังด้านข้างของถังให้ใกล้กับผนังมากที่สุด โดยให้เครื่องทำความร้อนอยู่นอกเส้นทางลำแสงตรงกลาง โดยทั่วไปเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะติดตั้งอยู่ที่กึ่งกลางด้านบนของถัง เครื่องทำความร้อนที่ติดตั้งด้านข้าง-จะอยู่บริเวณขอบ ซึ่งความแรงของคลื่นเสียงต่ำที่สุด การจัดเรียงนี้ปรับให้เข้ากับถังแคบ (เส้นผ่านศูนย์กลาง < 1 ม.) หรือสำหรับมุมลำแสงเซ็นเซอร์แคบ (เช่น. 5–10 องศา ) อย่างไรก็ตาม สำหรับถังขนาดใหญ่หรือเซ็นเซอร์ลำแสงกว้าง- (15–30 องศา ) ผนังด้านข้างอาจมีแสงสว่างเช่นกัน

วิธีแก้ไขที่ต้องการ: เครื่องทำความร้อนรูปตัว L หรือมุม
ในการติดตั้งส่วนใหญ่ ตัวเลือกที่น่าเชื่อถือที่สุดคือเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE รูปตัว L- หรือทำมุม เครื่องทำความร้อนชนิดนี้ถูกใส่ผ่านหัวฉีดด้านข้าง แต่จากนั้นจะหมุนลงหรือแนวทแยงเข้าไปในถัง ส่วนทำความร้อนจะวางขนานกับผนังด้านข้างและอยู่ใกล้กับผนังด้านข้างมาก โดยปกติจะอยู่ห่างจากผนังประมาณ 50-100 มม. คลื่นเสียงกระจายออกอย่างช้าๆ จากศูนย์กลาง ดังนั้นเซ็นเซอร์จะไม่เห็นเครื่องทำความร้อนนี้ เนื่องจากจะชี้ลำแสงลงไปตรงกลาง

เครื่องทำความร้อนรูปตัว L มีคุณประโยชน์เพิ่มเติมสองประการ:

ความยาวในการทำความร้อนอาจยาวได้ (ความลึกส่วนใหญ่ของของเหลว) และยังอยู่นอกลำแสง

หน้าแปลนติดตั้งอยู่ที่ผนังด้านข้างห่างจากตรงกลางด้านบนของการติดตั้งเซนเซอร์เพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น

เครื่องทำความร้อนจะต้องอยู่ในถังที่มองไม่เห็นและเงียบ เพื่อไม่ให้คลื่นเสียงซึ่งเป็นสายตาของตัวควบคุมระดับ

เครื่องทำความร้อนติดตั้งด้านข้างหรือแนวนอน
ถังตื้น (< 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.

สิ่งที่ไม่ควรทำ: เครื่องทำความร้อนแนวตั้งตรงกลาง
ตำแหน่งที่แย่ที่สุดที่เป็นไปได้สำหรับถังที่มีเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกคือจุดศูนย์กลางที่เครื่องทำความร้อน PTFE วางอยู่ในแนวตั้ง เครื่องทำความร้อนเป็นเป้าหมายทรงกระบอกขนาดใหญ่ที่อยู่ในเส้นทางลำแสง แม้ว่าซอฟต์แวร์ของเซ็นเซอร์จะมีเทคนิคการลดเสียงก้อง แต่เสียงสะท้อนที่ผิดพลาดอย่างต่อเนื่องและรุนแรงจากฮีตเตอร์ส่วนกลางก็มักถูกระบุอย่างไม่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดในการออกแบบนี้ทำให้เกิดความล้มเหลวในการควบคุมระดับอัลตราโซนิกในถังที่ให้ความร้อนหลายครั้ง

ปัญหาการรวมทางเทคนิค
การกำหนดค่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก
ต้องกำหนดพารามิเตอร์เซ็นเซอร์ต่อไปนี้ก่อนที่จะเลือกเครื่องทำความร้อน:

มุมลำแสง (ปกติ 5-30 องศา) นี่เป็นการระบุกรวยเสียง เส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่ระยะห่างจากเซนเซอร์สามารถประมาณได้ดังนี้: เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสง=2*distance*tan(มุมลำแสง/2)

Dead band: บริเวณด้านหน้าเซนเซอร์ (ปกติ 0.1-0.5 ม.) ซึ่งไม่สามารถวัดได้ ห้ามส่วนใดของเครื่องทำความร้อน (รวมทั้งขายึดหรือกล่องรวมสัญญาณ) ยื่นเข้าไปในโซนนี้

Deadband: พื้นที่ก่อนที่เซ็นเซอร์จะเริ่มทำงาน ระยะการตรวจจับขั้นต่ำ

การตรวจสอบตำแหน่งเครื่องทำความร้อน
หลังจากที่คุณเลือกประเภทของเครื่องทำความร้อนและตำแหน่งการติดตั้งแล้ว ควรทำการทดสอบการทำแผนที่อย่างรวดเร็วก่อนการติดตั้งจริง ขั้นตอนการทดสอบ:

ติดเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกในตำแหน่งที่กำหนด

วางตำแหน่งเครื่องทำความร้อน PTFE (หรือแบบจำลอง-ที่มีรูปร่างและขนาดเท่ากัน) ในตำแหน่งที่วางแผนไว้ในถัง

เติมน้ำลงในถังจนถึงความสูงที่ทราบ

ขยับตัวทำความร้อนเล็กน้อยและสังเกตเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ การกระโดดอย่างกะทันหันในระดับที่ระบุถือเป็นเสียงสะท้อนที่ผิดพลาดจากฮีตเตอร์

เปลี่ยนตำแหน่งเครื่องทำความร้อนหรือการวางแนวเพื่อไม่ให้เกิดเสียงสะท้อนที่ผิดพลาด-ที่ช่วงระดับการทำงานที่สมบูรณ์

การทดสอบนี้เกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับถังที่มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน (แผ่นกั้น เครื่องผสม คอยล์) ที่สามารถทำให้เกิดการสะท้อนเพิ่มเติมได้

ขายึดและตำแหน่งกล่องรวมสัญญาณ
เครื่องทำความร้อนแบบติดผนังด้านบนหรือด้านข้างหลายรุ่นมีขายึดโลหะและกล่องรวมสัญญาณไฟฟ้ามาให้ สิ่งเหล่านี้จำเป็นต้องเก็บไว้ให้ห่างจากลำแสงอัลตราโซนิกด้วย แม้ว่าตัวปลอก PTFE จะถูกปลอมแปลงอย่างเหมาะสม แต่ตัวยึดโลหะที่อยู่ใกล้กับเซนเซอร์ก็อาจทำให้เกิดเสียงสะท้อนที่สำคัญได้ กล่องรวมสัญญาณควรอยู่ใต้เส้นทางลำแสงของเซนเซอร์หรือที่ด้านข้างถังของเซนเซอร์ หากถังมีพื้นเรียบ ให้วางเซ็นเซอร์ในตำแหน่งที่ไม่มีอุปกรณ์เจาะทะลุด้านบน-อื่นๆ (เช่น หน้าแปลนเครื่องทำความร้อน เทอร์โมเวลล์ หรือท่อจุ่ม) ภายในกรวยลำแสง

รายการตรวจสอบการเลือกปฏิบัติ
ในการเลือกเครื่องทำความร้อน PTFE สำหรับถังที่มีเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิค รายการตรวจสอบต่อไปนี้จะถูกนำมาใช้:

รับข้อมูลเซ็นเซอร์: มุมลำแสง ระยะห่างของเดดแบนด์ และตำแหน่งการติดตั้ง

กำหนดรอยเท้าของลำแสงที่ความลึกปกติของของเหลว

ไม่มีเครื่องทำความร้อนหรือตัวยึดภายในกรวยลำแสง อย่าติดตั้งส่วนกลาง

เลือกใช้เครื่องทำความร้อนแบบติดด้านข้าง-รูปตัว L- หรือทำมุม ซึ่งจะเก็บส่วนที่ให้ความร้อนไว้ใกล้กับผนังถัง

ติดตั้งแนวนอนสำหรับถังน้ำตื้น (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องทำความร้อนไม่ได้อยู่ใต้เซ็นเซอร์ทันที)

การทดสอบการทำแผนที่กับน้ำก่อนการบริการเคมี

ป้อนตำแหน่งสุดท้ายบนแบบร่างการติดตั้ง

ผู้ควบคุมรถไฟต้องตระหนักว่าการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในการอ่านระดับอาจเกิดจากการเคลื่อนตัวของตัวทำความร้อน (เช่น เนื่องจากการสั่นสะเทือน) เข้าสู่เส้นทางลำแสง

สรุป: ความร้อนที่มองไม่เห็นด้วยเสียง
การเลือกเครื่องทำความร้อน PTFE ที่เหมาะสมสำหรับถังที่มีเซ็นเซอร์ระดับอัลตราโซนิกเป็นบทเรียนในการวางตำแหน่งทางเสียง โดยจะรักษาการตอบสนองระดับสำคัญที่ชัดเจนและแม่นยำ (เสียงสะท้อนของเซ็นเซอร์) ปราศจากการสะท้อนปลอมจากองค์ประกอบความร้อน การออกแบบการทำความร้อนที่เหมาะสมที่สุดคือการออกแบบที่ไม่ทำให้เซ็นเซอร์อื่นๆ ในถังตาบอด การจัดการระดับถังที่เชื่อถือได้และปลอดภัยสามารถทำได้โดยการเลือก-เครื่องทำความร้อนรูปตัว L- ที่ติดตั้งด้านข้าง และตรวจสอบตำแหน่งโดยการทดสอบการทำแผนที่ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าฉากยึดและกล่องเชื่อมต่อทั้งหมดอยู่นอกลำแสงอัลตราโซนิก รายการบูรณาการขนาดเล็กนี้ได้นำไปสู่-ปัญหาไฟดับและปัญหาไฟล้นนับไม่ถ้วน การวางแผนด้านเสียงไม่กี่นาทีในระหว่างการออกแบบสามารถประหยัดเวลาหลายเดือนในการแก้ไขจุดบกพร่องในสายการผลิต