Зменшення False Читання в оптичних датчиках рівня в турбулентних або хмарних рідинах

Розуміння фізики черепно-морозливості

Датчики оптичного рівня спираються на чистий, незрівняний оптичний шлях між випромінювачем і ресивером. У турбулентних рідинах, швидке, хаотичний потік створює різні рефраактивні індекси і вводить повітряні бульбашки або дамки, які розсіюють світло непередбачувано. Цей розсіювання може викликати ресівер для виявлення або занадто багато світла (якщо бульбашки відображають світло назад) або занадто мало (якщо балка є дивертим). Результатом є джиттерний або постійно неправильний приймач рівня. Хмарні рідини представляють різний виклик: підвісні частинки (наприклад, слаб, нижче, тонкі механізми виявлення, ріжухи, благові, емульсії речовини, що передається внизу, легку, що зменшує помилкові, що передається, або помірні, що легкі, що надходяться, що скидання, що надходяться, що ски, до того, що скидання сигнали, до того, до того, додають сигнали, додають, до того, що ски, до того, до того, до

Вибір компонентів та компонентів

Накопичення та щитовидна обробка

Фізична ізоляція оптичних компонентів з використанням міцних корпусів, скляних вікон або сапфірових лінз може різко зменшити вплив турбулентності. Увімкнені датчики створюють статичну рідину, що межує біля оптичного інтерфейсу, що перешкоджає впливу насипного руху рідини. Наприклад, датчик з кутом 10° вузьким промінь, що закривається циліндричним шроудом, буде мати набагато менше помилкових тригерів в агітований резервуар, ніж випромінювачем.

Оптимізація довжини хвилі

Вибір джерела світла з довжиною хвилі, що мінімує поглинання і розсіювання в певній рідині є критичним. Поблизу інфрачервоного (NIR) світла при 850–940 нм, як правило, проникає хмарної води, сламів і багато промислових рідин набагато краще, ніж видимий червоний або синій світло. У надзвичайно турбувальних середовищах навіть довжин хвиль (наприклад, 1300 нм) можна використовувати, хоча рівень датчика і складність підйому. Деякі виробники тепер пропонують багатохвильові датчики, які автоматично переключаються до найкращого виходу на основі вимірювання інтенсивності в режимі реального часу.

Геометрія та комірація

Широкі датчики є більш схильними до помилкових зчитувань, оскільки промені відбиття, викликані турбулентністю, швидше за все, вдарять ресивер. Узгоджуючи світло в вузьку, фокусовану промінь зменшує кутовий поширення, що робить датчик менш чутливим до розсіювання осі. Для рідин з високою щільністю частинок, дивергент може фактично допомогти збільшити ймовірність, що деякі фотони досягають ресівера - це торговий зліт необхідно налаштуватися на додаток.

Розширена обробка та фільтрація сигналів

Час-Домен

Сучасні оптичні датчики можуть приймати багато вимірювань на другий і застосувати рухомий вітерний переворот. Простий 10-разовий середній може розгладити короткочасні пробоки від повітряних бульбашок без часу відсмоктування відповідей для зміни рівня. Більш складні алгоритми використовують медіан фільтруючі для відторгнення від сторонніх пристроїв при збереженні крокових змін рівня рідини.

Адаптивне пороги

Замість фіксованого рівня сигналу, адаптивні системи постійно контролюють міцність базового сигналу і регулюють точку запуску на основі бігової статистики. Наприклад, в датчикі моніторингу ходового бака процесор може виявити медіан сигнал протягом спокійних періодів, а потім встановлювати пороги на ±3 стандартних відхиленнях. Це запобігає короткій хмарі частинок від помилково вказує на зміну рівня.

Двотавровий диференціальний вимір

Один елегантний розчин використовує два світлодіоди, що випромінюють на різних довжинах хвиль, - вбираються сильно рідиною, вбирається слабо. Заміряючи співвідношення повернутих сигналів, датчик може скасувати загальний шум, таких як розсіювання світла, викликане турбулентністю або фольгою. Ця техніка вже використовується в деяких датчиках рівня турбідності-компенсованого рівня і може зменшити помилкові читання на 90% в емульсіях.

Встановлення кращих практик

Розміщуючи датчик в зонах сходження

Помістіть датчик від рідкого впуску, цитаторні лопатки, або трубні вигини, де турбулентність є найвищою. У багатьох резервуарах установка все одно добре - перфорована трубка, яка зольовує стовп рідини від сипучих рухів - може створити практично без руху зони вимірювання. Аналогічно, позиціонування датчика на боці танка навпаки агітатора може істотно зменшити помилкові читання.

Кут нахилу

Напрямування оптичного променя при невеликому куті нахилу (не горизонтальний) допомагає запобігти плаваючому сміття або бульбашок від лінгера в оптичному шляху. Для відбивних (рідких) датчиків, кутова установка також зменшує ризик світловідбиття піни або пари, що може змітувати рідку поверхню.

Системи для миття та очищення

Для безперервної хмарної рідини необхідно періодичне очищення оптичного вікна. Автоматизовані системи хірурга, які мають на меті невелике струменя чистої рідини або стисненого повітря по об'єктиву, можуть зберігати від накопичувального. Деякі датчики включають інтегровані протиральні машини. При харчовій обробці, чисті в плазмі (CIP) системи можуть бути часті, щоб пригнічувати датчик порт під час рутальні цикли очищення.

Альтернативні та компліментарні технології

В той час як оптичні датчики залишаються економічно ефективними для багатьох додатків, деякі середовища є настільки складними, що альтернативні технології є кращими.

• Ултразвукові датчики рівня] використовують звукові хвилі і значно імунітет до рідкої чіткості або непрозорості. Однак вони можуть бути уражені піною, парою і важкою турбулентністю. Комбінація ультразвукових і оптичних датчиків в логіці-енду або більшості-воте схеми може усунути помилкові читання, викликані будь-якою технологією самостійно.
• Radar (мікрохвильові) датчики рівня] є відмінним для турбулентних і піноподібних рідин, оскільки мікрохвильові печі неафіловані пилом, парою або хмарністю. Неконтактний радіолокатор, особливо частотно-модульовані безперервної хвилі (FMCW) радар, забезпечує надійне читання в високотемпературних і високопресивних судинах.
• ]Пропонують екстремальну точність, але вимагають ретельного управління ретрорефлекцією і можна сліпити щільними хмарами. Вони добре працюють в чистому прозорих рідинах з помірною турбулентністю.
• Продуктивність або ємність використовується поряд з оптичними датчиками, які можуть вводити зміни рівня, а також три різних технологій, згодні, ймовірність помилкового читання дуже низька.