Ultrasone niveausensoren worden veel gebruikt in waterputten, tanks, rivieren en industriële schepen voor contactloze, onderhoudsvrije-meting van het vloeistofniveau. Eén beperking die elke ingenieur en eindgebruiker vóór de implementatie moet begrijpen, is echter de blinde zone -, een gebied nabij het sensoroppervlak waar meten eenvoudigweg niet mogelijk is.
Wat is de blinde zone?
De blinde zone (ook wel de blinde afstand of nabij-velddode zone genoemd) is de minimale afstand onder het vlak van eenultrasone sensorwaarbinnen de sensor een doeloppervlak niet betrouwbaar kan detecteren.
Wanneer een ultrasone sensor een puls afgeeft, trilt de transducer intens gedurende een korte periode -, doorgaans enkele honderden microseconden. Gedurende deze tijd kan de transducer niet tegelijkertijd als ontvanger fungeren. Elke echo die terugkeert naar de sensor terwijl deze nog steeds "belt", wordt gemaskeerd door de verzonden puls en blijft onopgemerkt.
In eenvoudige bewoordingen: als het vloeistofoppervlak in de blinde zone stijgt, verliest de sensor zijn vermogen om te meten. - Het kan zijn dat hij een fout geeft, vastloopt bij de laatste meting, of een vals maximumniveau rapporteert.
Hoe de blinde zone de meting van het vloeistofniveau beïnvloedt
1. Meetverlies bij hoge vulniveaus
Dit is het meest voorkomende praktische gevolg. Naarmate het vloeistofniveau in een tank of put richting de sensor stijgt, komt er een punt waarop het vloeistofoppervlak de blinde zone binnendringt. Op dat moment kan de sensor de echo niet meer detecteren en wordt de meting ongeldig. In een opslagtank betekent dit dat het systeem het zicht verliest precies wanneer de tank bijna vol is - een cruciaal moment voor overlooppreventie.
2. Verkeerde metingen of foutuitvoer
Wanneer een oppervlak zich binnen de blinde zone bevindt, gedragen verschillende sensoren zich verschillend. Sommigen voeren de laatste geldige meting uit, anderen geven een maximale of minimale standaardwaarde weer, en weer anderen signaleren een hardwarefout. Zonder de blinde zone te begrijpen, kunnen operators deze uitgangen verwarren met gegevens op reëel niveau en verkeerde beslissingen nemen.
3. Verminderd bruikbaar meetbereik
Het totale detectiebereik van een ultrasone sensor wordt doorgaans gespecificeerd vanaf het sensorvlak tot de maximale detectieafstand. Het effectieve of bruikbare bereik begint echter pas aan het einde van de blinde zone. Een sensor met een bereik van 5 m en een blinde zone van 0,3 m levert slechts 4,7 m werkelijke meting. In ondiepe schepen of putten met beperkte diepte kan deze reductie aanzienlijk zijn.
4. Impact in snel-veranderende niveauomstandigheden
In toepassingen waarbij het vloeistofniveau snel stijgt - zoals tijdens hevige regenval in een afvoersysteem of het snel vullen van een procestank - kan het oppervlak door de blinde zone gaan voordat er een waarschuwing kan worden geactiveerd. Systemen die afhankelijk zijn van waarschuwingen op hoog-niveau moeten hiermee rekening houden door waarschuwingsdrempels in te stellen die ruim onder de grens van de blinde zone liggen.
Hoe u problemen in de blinde zone kunt vermijden of minimaliseren
1. Kies een sensor met een kortere blinde zone
De meest directe oplossing is het selecteren van een sensor die is ontworpen met een kleine blinde zone. Voor zeer ondiepe vaten of toepassingen waarbij de vloeistof de sensor regelmatig nadert, overweeg dan sensoren met een blinde zone van minder dan 0,1 m, of onderzoek alternatieven zonder blinde gebieden.
2. Monteer de sensor op de juiste hoogte
Tijdens de installatie moet de sensor zo worden geplaatst dat het verwachte maximale vloeistofniveau bereikt wordt.
3. Gebruik bij turbulente omstandigheden een peilbuis of geleidebuis
In open kanalen, rivieren of beluchte tanks kan oppervlakteturbulentie verspreide echo's produceren en de effectieve blinde zone versterken. Het installeren van de sensor boven een peilput - een verticale buis die oppervlaktegolven dempt - verbetert de echokwaliteit en brengt het bruikbare meetbereik dichter bij het sensoroppervlak.
4. Houd rekening met de sensororiëntatie en stralingshoek
De ultrasone straal die door de sensor wordt uitgezonden, is geen perfect smalle straal - maar spreidt zich uit in een kegel. In smalle tanks of putten kan de straal reflecteren op de binnenwand in plaats van op het vloeistofoppervlak, vooral dichtbij de bodem. Door ervoor te zorgen dat de stralingshoek geschikt is voor de diameter van het vat en dat de sensor verticaal en centraal wordt gemonteerd, worden valse reflecties verminderd en wordt het effectieve meetbereik vergroot.
De blinde zone is een inherent fysiek kenmerk van ultrasone detectietechnologie en geen defect. Door dit te begrijpen, kunnen ingenieurs en operators meetsystemen ontwerpen die betrouwbaar werken over het volledige beoogde bereik.
Als u niet zeker weet of een bepaalde sensor geschikt is voor uw installatiediepte of tankgeometrie, neem dan contact op met ons technisch team. Wij kunnen u het juiste sensormodel en de juiste montageconfiguratie aanbevelen voor uw specifieke omstandigheden.