اصل کار سوئیچ سطح اولتراسونیک

سوئیچ اولتراسونیک دستگاهی است که از صدای غیرقابل شنیدن با فرکانس بالا (اولتراسوند) برای تشخیص وجود یا عدم وجود مایع در یک نقطه تعیین شده استفاده می کند.

این دستگاه از یک واحد کنترل الکترونیکی و یک سنسور تشکیل شده است.

سوئیچ های سطح اولتراسونیک از خواص انتقال صدا در بخار و مایعات برای تشخیص سطح مایع استفاده می کنند. هنگامی که صدا در هوا حرکت می کند، قدرت سیگنال زیادی را از دست می دهد.

هنگام سفر در مایع، صدا تقریباً تمام قدرت سیگنال خود را حفظ می کند.

برای تشخیص سطح مایع، باید تعیین کنیم که آیا مایع یا گاز (هوا) در شکاف وجود دارد. از آنجایی که مایعات چگالی بالاتری نسبت به گازها دارند، انتقال صدا از طریق آنها آسانتر است.

یک طرف شکاف حسگر صدا را منتقل می کند، طرف دیگر آن را تشخیص می دهد.

هنگامی که مایع وجود دارد، مقدار زیادی صدا در سمت تشخیص دریافت می شود.

هنگامی که گاز (هوا) وجود دارد، مقدار کمی صدا دریافت می شود. الکترونیک این تفاوت را تشخیص می دهد و رله را بر این اساس سوئیچ می کند.

سنسورهای سوئیچ اولتراسونیک حاوی دو کریستال پیزوالکتریک هستند، یکی صدا را منتقل می کند و دیگری صدا را دریافت می کند. هر کریستال در یک طرف شکاف در حسگر فلزی نصب شده است. کریستال فرستنده صدایی با فرکانس بالا (۱ مگاهرتز تا ۳ مگاهرتز) تولید می کند که از طریق شکاف به کریستال گیرنده هدایت می شود. کریستال گیرنده انرژی صوتی دریافتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند که توسط الکترونیک پردازش می‌شود تا مشخص شود که شکاف مایع یا هوا در آن وجود دارد.

اصل کاری سوئیچ شکاف اولتراسونیک/سوئیچ سطح

سوئیچ های اولتراسونیک از یک جفت کریستال پیزوالکتریک استفاده می کنند که در داخل اپوکسی در نوک مبدل محصور شده اند. کریستال ها شامل

از یک ماده سرامیکی که در یک فرکانس معین هنگامی که تحت یک ولتاژ اعمالی قرار می گیرد می لرزد. هنگامی که ولتاژ از الکترونیک ارسال می شود، یکی از دو کریستال، “کریستال فرستنده” ولتاژ را به سیگنال اولتراسونیک تبدیل می کند.

وجود مایع در شکاف مبدل به کریستال دوم، “کریستال دریافت کننده” اجازه می دهد تا سیگنال اولتراسونیک را حس کند و آن را دوباره به سیگنال الکترونیکی تبدیل کند. سیگنال به الکترونیک اطلاع می دهد که مایع در شکاف مبدل وجود دارد. اگر مایعی وجود نداشته باشد، سیگنال اولتراسونیک ضعیف می شود و توسط کریستال گیرنده قابل تشخیص نیست.

مبدل اولتراسونیک به طور مداوم شکاف را برای تعیین وجود مایع نظارت می کند. هنگامی که به عنوان یک سوئیچ سطح بالا استفاده می شود، اگر دستگاه الکترونیکی شکاف مرطوب را تشخیص دهد، فوراً رله را فعال می کند. به طور مشابه هنگامی که به عنوان یک کلید سطح پایین استفاده می شود، به طور مداوم شکاف را برای شرایط خشک کنترل می کند.

برنامه ها:

سوئیچ های سطح اولتراسونیک را می توان در طیف گسترده ای از برنامه ها بدون هیچ گونه کالیبراسیون یا تنظیم استفاده کرد. با این حال، محدودیت‌هایی برای انواع فرآیندهایی که در آن کار می‌کنند وجود دارد.

قبل از انتخاب سوئیچ سطح اولتراسونیک برای برنامه خود، باید عوامل زیر را در نظر گرفت.

 فقط مایعات – رسانه فرآیند باید مایع باشد. سوئیچ سطح اولتراسونیک نمی تواند تفاوت بین دو گاز یا یک گاز و یک جامد را تشخیص دهد. چگالی یکنواخت یک مایع برای تشخیص مناسب مورد نیاز است.

 فقط مایعات تمیز – مایعی که درصد مواد جامد بسیار بالایی دارد، صدا را به اندازه کافی به خوبی منتقل نمی کند که امکان تشخیص را فراهم کند. به طور معمول ۵٪ مواد جامد معلق حداکثر مقدار مجاز است.

 مایع باید جریان داشته باشد – برنامه ای که در آن مایع نتواند از شکاف حسگر خارج شود، هشدارهای کاذب ایجاد می کند. اگر مایعی خیلی چسبناک باشد که از یک شکاف ۳/۴ اینچی خارج شود، دستگاه به درستی کار نخواهد کرد. گاهی اوقات می توان این مشکل را با نصب های مختلف حل کرد، اما برخی از مایعات خیلی چسبناک هستند.

 بدون (یا کم) حباب – به خصوص در مایعات با ویسکوزیته بالاتر. حباب های بزرگ در مایعات غلیظ مانع از عبور سیگنال صوتی از شکاف می شوند. سیالات با ویسکوزیته پایین می توانند مقادیر نسبتاً زیادی حباب داشته باشند زیرا تمایل دارند بسیار کوچک باشند (آلکا-سلتزر در آب). اگر این دستورالعمل ها به درستی رعایت شوند، سوئیچ های سطح اولتراسونیک بدون هیچ گونه کالیبراسیون یا تنظیم دوره ای عملکرد بدون مشکل را ارائه می دهند.

همچنین بخوانید: اصول کار کنترلر ضد نوسان

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.