מד מפלס אולטרסאונד הוא מכשיר המשתמש בגלי אולטרסאונד כדי למדוד את מפלס הנוזלים או המוצקים במיכל או במיכל.

עקרון עבודה

מד המפלס האולטרסוני מורכב ממתמר הפולט פולסים אולטרסוניים ומקלט שמזהה את ההדים המוחזרים מפני השטח של החומר הנמדד. המתמר ממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה אולטרסאונד ושולח פרצים קצרים של גלי קול בתדר גבוה (בדרך כלל בטווח של 20 קילוהרץ עד 200 קילוהרץ). גלי קול אלה נעים באוויר או בתווך אחר מעל פני השטח הנוזליים או המוצקים ומוחזרים בחזרה כאשר הם פוגעים במשטח.
הזמן שלוקח לפולס האולטרסאונד לנוע מהמתמר אל פני השטח וחזרה נמדד במדויק. בהתבסס על מהירות הקול הידועה בתווך, ניתן לחשב את המרחק בין המתמר לפני השטח של החומר באמצעות הנוסחה , כאשר הוא המרחק, היא מהירות הקול, ו- הוא זמן הטיסה. גובה החומר נקבע לאחר מכן על ידי חיסור מרחק זה מהגובה הידוע של המתמר מעל תחתית המיכל.
תכונות

מדידה ללא מגע: אחד היתרונות המשמעותיים של מדי מפלס אולטרסאונד הוא שהם אינם דורשים מגע פיזי עם המדיום הנמדד. זה הופך אותם למתאימים למגוון רחב של יישומים, כולל כאלה הכוללים חומרים קורוזיביים, רעילים או צמיגים, מכיוון שאין סיכון לזיהום או נזק לחיישן עקב מגע עם המדיום.
דיוק גבוה: מדי מפלס אולטרסאונד מודרניים יכולים לספק דיוק מדידה גבוה יחסית, בדרך כלל בטווח של מילימטרים בודדים או באחוזים מטווח הנמדד. הדיוק יכול להיות מושפע מגורמים כמו איכות המתמר, מאפייני המדיום ותנאי ההתקנה, אך בעזרת כיול והתקנה נכונים, ניתן להשיג מדידות מפלס מדויקות ואמינות.
טווח מדידה רחב: הם יכולים למדוד מרחקי מפלס הנעים בין כמה סנטימטרים לכמה עשרות מטרים, בהתאם לדגם הספציפי ולמתמר בו נעשה שימוש. זה הופך אותם לרלוונטיים עבור גדלי מיכלים ותצורות מיכלי אחסון שונים, מכלי מעבדה קטנים ועד מיכלי אחסון תעשייתיים גדולים.
התקנה קלה: מדי מפלס אולטרסאונד הם בדרך כלל קלים להתקנה. ניתן להתקין אותם על גבי או בצד של מיכל או מיכל, ולעתים קרובות דורשים רק תושבת או אוגן פשוטים לחיבור. אין צורך בצנרת מורכבת או בחדירה של דופן המיכל, מה שמפחית את זמן ההתקנה והעלות בהשוואה לשיטות מדידת מפלס אחרות.
תחזוקה מועטה: מכיוון שאין חלקים נעים במגע עם המדיום, מדי מפלס אולטרסאונד דורשים תחזוקה יחסית נמוכה. הם אינם סובלים מבלאי עקב חיכוך מכני, וכל עוד המתמר נשאר נקי וללא נזק, הם יכולים לספק פעולה אמינה לאורך תקופה ממושכת עם דרישות תחזוקה מינימליות.
יישומים

תעשייה כימית: במפעלים כימיים, מדי מפלס אולטרסאונד משמשים למדידת רמות של כימיקלים שונים במיכלי אחסון, כורים ומכלי תהליך. הם יכולים לטפל בחומרים קורוזיביים ומסוכנים בבטחה, ומספקים מידע מדויק על מפלס בקרת תהליכים, ניהול מלאי וניטור בטיחות. לדוגמה, בייצור חומצה גופרתית, ניתן לנטר באופן רציף את רמת החומצה במיכל האחסון באמצעות מד מפלס אולטרסאונד כדי להבטיח אספקה ​​נאותה לתהליכים במורד הזרם ולמנוע מילוי יתר.
תעשיית המזון והמשקאות: בתעשייה זו, היגיינה היא בעלת חשיבות עליונה. מדי מפלס אולטרסאונד אידיאליים למדידת רמות נוזלים כגון מים, חלב, מיצים ושמנים במיכלים ובציוד עיבוד. שיטת המדידה ללא מגע שלהם מבטיחה שאין זיהום של מוצרי המזון, וניתן לשלב אותם בקלות בקווי ייצור אוטומטיים לבקרת מפלס מדויקת במהלך תהליכי מילוי, ערבוב ואחסון. לדוגמה, במבשלת בירה, ניתן לנטר במדויק את רמת הבירה במיכלי התסיסה כדי לשלוט בתהליך התסיסה ולהבטיח איכות מוצר עקבית.
טיפול במים ובשפכים: מדי מפלס אולטרסאונד ממלאים תפקיד מכריע במתקני טיהור מים במדידת מפלסי המים במאגרים, במיכלי מטהרים ובמיכלי שיקוע. ניתן להשתמש בהם גם לניטור מפלסי הבוצה במיכלי עיכול ובמעבים. בטיפול בשפכים, הם מסייעים באופטימיזציה של פעולת תהליכי הטיפול על ידי מתן נתוני מפלס בזמן אמת, המאפשרים בקרה יעילה על פעולות שאיבה, מינון וסילוק בוצה.
תעשיית הנפט והגז: במגזר הנפט והגז, מדי מפלס אולטרסאונד משמשים לניטור מפלס מיכלי אחסון, הן ביבשה והן ביבשה. הם יכולים למדוד במדויק את רמות הנפט הגולמי, תוצרי הזקקה ופחמימנים אחרים במיכלי אחסון, תוך הבטחת ניהול מלאי תקין ומניעת דליפות. בנוסף, הם משמשים ביישומי צינורות לניטור רמות הנוזלים במיכלי הפרדה ובכלי תהליך אחרים, ותורמים לבטיחות וליעילות הכוללת של פעולות הנפט והגז.
תעשיית התרופות: ייצור תרופות דורש בקרה קפדנית על רמות המרכיבים ופרמטרי התהליך. מדי מפלס אולטרסאונד משמשים למדידת רמות של ממסים, ריאגנטים ומרכיבים פרמצבטיים פעילים במיכלים ומיכלים שונים. הדיוק הגבוה שלהם ופעולתם ללא מגע מסייעים לשמור על טוהר ואיכות המוצרים הפרמצבטיים במהלך תהליך הייצור.
תעשיית ייצור החשמל: בתחנות כוח, מדי מפלס אולטרסאונד משמשים למדידת מפלסי המים בדוודים, מעבים ומגדלי קירור. הם מספקים מידע קריטי לשמירה על פעולה תקינה של ציוד ייצור החשמל, הבטחת העברת חום יעילה ומניעת נזקים עקב מפלסי מים נמוכים או גבוהים. לדוגמה, בתחנת כוח פחמית, מדידה מדויקת של מפלס המים בתוף הדוד חיונית לייצור קיטור בטוח ויעיל.
תעשיית הכרייה: בפעילות כרייה, ניתן להשתמש במדי מפלס אולטרסאונד למדידת רמות התרחיפים במסמיכים, בריכות פסולת ומיכלי עיבוד עפרות. הם מסייעים באופטימיזציה של תהליכי ההפרדה והסחיטה, שיפור יעילות הפקת המינרלים והפחתת ההשפעות הסביבתיות.