Du kommer trolig ikke fra: Norway. Endre om nødvendig til: United States
Servicetelefon +47 22 60 80 00

Impedansspektroskopi

Avleiringer og skum gjør ofte pålitelig nivådeteksjon vanskelig. Impedansspektroskopi-teknologien måler den elektriske og magnetiske feltstyrken ved flere frekvenser mellom 50 - 200 MHz rekkevidde. Hvert medium skaper en unik signaturprofil på tvers av dette høyfrekvensspekteret. På hvert punkt gjøres tre målinger:

  • Dempning (demping) av det elektromagnetiske feltet
  • Konduktans av det elektriske feltet (evne til å lede en elektrisk strøm)
  • Permittivitet (evne til å polarisere partikler) til magnetfeltet

Når mediet er tilstede, samsvarer disse målingene med profilen. Med ingen medium eller bare rester til stede, stemmer ikke målingene. Når den målte profilen faller i den grønne koblingssonen, endrer utgangen fra sensoren tilstand.

Ingen media tilstede: Bildet ovenfor viser situasjonen uten media som dekker sensorspissen. Det er lav demping, lav ledningsevne og lav permittivitet. Signaturprofilen er utenfor koblingssonen.

Media tilstede: Dette neste bildet viser profilen når media er tilstede på spissen. Dempning, konduktivitet og permittivitet er alle høye og den målte profilen er innenfor koblingssonen. Utgangen endrer tilstand.

Tilstedeværende rester: Når bare rester dekker spissen, er konduktiviteten og permittiviteten høy fordi det er spor av mediet tilstede. Men dempingen er lav fordi mengden medium er liten. Profilen er utenfor koblingssonen og utgangen endrer ikke tilstand.

Andre medier har andre profiler. Ved hjelp av IO-Link kan de middels prosessverdiene evalueres og brukes til å skille ett materiale fra et annet, dvs. olje vs. vann, helmelk vs. 2 % melk, osv.

Funksjoner:

  • Undertrykkelse av rester og skum.
  • Innfelt PEEK-sensorspiss tetning oppfyller 3A-krav.
  • Rustfritt stålhus for robusthet.

Alle versjoner er programmerbare, men fabrikkinnstillingene er tilgjengelige for vannbaserte medier, oljebaserte/pulvermedier og medier med høyt sukkerinnhold.

Styrt bølgeradar (gwr)

Bølgeradar-driftsprinsippet bruker elektromagnetiske pulser i nanosekundområdet (mikrobølge). Sensorhodet sender pulsene og pulsene går nedover metallsonden (guide). Når bølgen treffer mediet, reflekteres den tilbake, samles opp av metallsonden og ledes til sensorhodet. Tidsforskjellen mellom sende- og mottakspulsen (time-of-flight) er direkte proporsjonal med avstandsmålingen.

For riktig frakobling av radarpulsen, kreves en launch-plate i metall på minst 150 mm²eller 150 mm diameter. Hvis tanken har et metalllokk, kan det fungere som utskytningsplate.

Bildet ovenfor viser en tank med metalllokk. Ingen launch-plate er nødvendig fordi lokket fungerer som launch-plate.

I en tank med plastlokk kreves en launch-plate av metall. Vist er en flens som er minst 150 mm i diameter.

I en åpen tank kreves det også en launch-plate. En enkel måte å oppnå dette på er å bolte en flens på en metallvinkel.

For oljebaserte medier reflekterer ikke væskeoverflaten radarpulsen like godt som vann. For å intensivere og holde signalet må vi bruke et koaksialrørtilbehør.

Ved bruk av koaksialrøret er launch-platen som beskrevet ovenfor ikke nødvendig. Dette gjør monteringen enklere. Imidlertid kan brodannelse mellom sonden og koaksialrøret på grunn av faste stoffer, emulsjoner osv. forårsake falsk nivåindikasjon. Koaksialrøret kan også brukes med vannbaserte medier, og røret kan kuttes i lengde for å matche sonden.

Funksjoner:

  • 3A authorized Clean-Out-of-Place (COP) design for noen modeller
  • Trykkklassifisering opptil 40 bar for noen modeller
  • Byggematerialer i rustfritt stål
  • Immun mot støv, tåke og damp

Hydrostatisk trykk

Hydrostatisk trykk er kraften per område som utøves av en væskesøyle, og det er en funksjon av høyden på beholderen, og ikke beholderens generelle form eller volum. Beregningen for hydrostatisk trykk er:

Hvis væskens tetthet og egenvekt er kjent, kan høyden (eller nivået) på væsken bestemmes fra den hydrostatiske trykkmålingen.
Et vanlig bruksområde for hydrostatisk trykk er å måle væskenivået i en lukket tank. Et teppe av inert gass kan brukes for å forhindre at væsken oksiderer, som f.eks CO2 på toppen av en tank med øl. I dette tilfellet kan differansetrykk beregnes ved hjelp av to trykksensorer. Den øverst måler gasstrykket og den nederst måler gasstrykket pluss trykket på grunn av væsken. Kun væsketrykket (og dermed væskenivået) er forskjellen i de to målingene.

Kapasitivt punktnivå (Kxxxxx artikkelnumre)

Kapasitive sensorer oppdager ethvert materiale med eller uten kontakt. Med ifms kapasitive nærhetssensorer kan brukeren justere sensorens følsomhet for å oppdage væske eller faste stoffer selv gjennom ikke-metalltanker.

Diagram of tanks with capacitive point level sensors for high and low level particulate and/or liquid detection

For vellykket nivådeteksjon ved bruk av kapasitive sensorer, sørg for:

  • Beholderveggen er ikke av metall
  • Beholderveggen er mindre enn 6 – 12 mm tykk
  • Det er ikke noe metall i umiddelbar nærhet av sensoren
  • Den følende overflaten plasseres direkte på beholderveggen
  • Både sensoren og fartøyet er jordet ved samme potensial

Kapasitivt kontinuerlig nivå (Lxxxxx artikkelnumre)

ifms LK og LT kontinuerlige nivåsensorer består av 16 individuelle kapasitive sensorer som er stablet og multiplekset.

Capacitance continuous level sensor diagram showing 16 capacitive cells in the probe

Hver celle evaluerer omgivelsene for å finne ut om den er dekket av media. Mikroprosessoren evaluerer alle 16 cellene for å bestemme medienivået.

Capacitive sensor diagram showing capacitive cells exposed to air outside of the tank, the mounting, air inside the tank, and water level

LK- og LT-familiene har innebygget overløpssikring. Algoritmen som overvåker overløp er uavhengig av den generelle nivåmålingen. På denne måten, hvis utgangene ikke veksler som ønsket og nivået fortsetter å stige, tvinger overløpsbeskyttelsen utgangene til å bytte.

I tillegg gir LT-serien en separat utgang for middels temperatur.

Ultralyd

Ultralydsensorer er avhengige av deteksjon av lydbølger som reflekteres fra overflaten for å måle nivået. Mediets overflate reflekterer lydbølger og avstanden bestemmes via time-of-flight-måling.

I motsetning til fotoceller, påvirker ikke mediets farge, gjennomsiktighet og reflektivitet ultralydteknologi.
Ultralydsensorer viser en høy grad av immunitet mot fuktighet og støv. Det sensoroverflaten vibrerer med en svært høy frekvens og fjerner overflødig fuktighet og støv før disse stoffene kan påvirke ytelsen negativt. Imidlertid kan ekstreme temperaturer påvirke nøyaktigheten siden lydhastigheten varierer med temperaturen.

Fotoelektrisk

O1D-laseravstandssensoren og O3D-synssensoren bruker pmd time-of-flight-teknologi for å måle avstanden til mediets overflate. Time-of-flight-prinsippet overvåker tiden det tar for et foton av lys å reise til overflaten og tilbake. Signalet blir deretter behandlet av et mottakerelement.

Denne teknologien er ikke egnet for å måle nivået av klare væsker. Den kan kun brukes for ugjennomsiktige væsker og faste stoffer.

Radar

Enheten fungerer i henhold til FMCW-metoden (FMCW = Frequency Modulated Continuous Wave). Elektromagnetiske pulser i GHz-området sendes til mediet med en konstant skiftende frekvens mellom 77 og 81 GHz. Siden transmitteren kontinuerlig endrer frekvensen til det overførte signalet, er det en frekvensforskjell mellom det overførte og det reflekterte signalet. Frekvensen til det reflekterte signalet trekkes fra frekvensen til signalet som sendes på det tidspunktet, som resulterer i et lavfrekvent signal proporsjonalt med avstanden til nivået. Dette signalet behandles videre for å oppnå raske, pålitelige og svært nøyaktige nivåmålinger.

Hva er fordelen med 80 GHz?

Antennestørrelse og frekvens er de to hovedfaktorene, som er avgjørende for rekkeviddeoppløsningen og nøyaktigheten til en radarsensor. I utgangspunktet:

  • Jo mindre antennen er, desto større er radarens åpningsvinkel
  • Jo høyere frekvens, jo lavere bølgelengde

Figuren viser: Den høyfrekvente 80 GHz-teknologien muliggjør en relativt liten åpningsvinkel ved bruk av en liten antennestørrelse.

Mer signal, mindre interferens

Høyere fokusering av det sterke signalet gjennom den lille åpningsvinkelen muliggjør deteksjon av lavt dielektriske medium, ettersom det høye fokuset øker refleksjonen til sensoren. Den høye fokuseringen forhindrer også deteksjon av agitatorer og rensedyser som kan føre til signalforstyrrelser.

Høy oppløsning og nøyaktig nivåmåling av hele tankhøyden

For bruksområder som industriell nivåføling er avstandsnøyaktighet (ned til millimeter) en nøkkelprioritet. Nøyaktigheten av målinger og avstandsoppløsning (dvs. hvordan nøyaktige endringer i nivået oppdages) avhenger av de utsendte frekvensene. Den brede båndbredden som er tilgjengelig i 77 til 81 GHz-båndet gjør rekkeviddemålinger svært nøyaktige. 80 GHz radarsensor kan oppnå 20x bedre ytelse i rekkeviddeoppløsning og nøyaktighet sammenlignet med en 24 GHz radar. Den høye oppløsningen hjelper også med å skille væskenivået fra eventuelle uønskede refleksjoner i bunnen av tanken. Dette gjør at sensoren kan måle væskenivået nøyaktig over hele tankhøyden, og minimerer blindsonen i bunnen av tanken. Og siden høy oppløsning forbedrer den minste målbare avstanden, hjelper den med å måle væskenivået helt til toppen av tanken når tanken er full.