I sensori di livello a ultrasuoni sono ampiamente utilizzati in pozzi d'acqua, serbatoi, fiumi e recipienti industriali per la misurazione del livello dei liquidi senza-contatto e senza manutenzione-esente. Tuttavia, una limitazione che ogni tecnico e utente finale dovrebbe comprendere prima dell'implementazione è la zona cieca - una regione vicino alla superficie del sensore dove la misurazione semplicemente non è possibile.
Cos'è la zona cieca?
La zona cieca (chiamata anche distanza di cancellazione o zona morta vicino-campo) è la distanza minima sotto la faccia di unsensore ad ultrasuonientro il quale il sensore non è in grado di rilevare in modo affidabile una superficie target.
Quando un sensore a ultrasuoni emette un impulso, il trasduttore vibra intensamente per un breve periodo - in genere diverse centinaia di microsecondi. Durante questo periodo il trasduttore non può fungere contemporaneamente da ricevitore. Qualsiasi eco che ritorna al sensore mentre sta ancora "suonando" verrà mascherato dall'impulso trasmesso e non verrà rilevato.
In termini semplici: se la superficie del liquido sale nella zona cieca, il sensore perde la capacità di misurare - potrebbe emettere un errore, bloccarsi all'ultima lettura o segnalare un livello massimo falso.
In che modo la zona cieca influisce sulla misurazione del livello dei liquidi
1. Perdita di misurazione a livelli di riempimento elevati
Questa è la conseguenza pratica più comune. Quando il livello del liquido in un serbatoio o in un pozzo sale verso il sensore, arriva un punto in cui la superficie del liquido entra nella zona cieca. In quel momento il sensore non sarà più in grado di rilevare l'eco e la misurazione non sarà più valida. In un serbatoio di stoccaggio, ciò significa che il sistema perde visibilità proprio quando il serbatoio è quasi pieno - un momento critico per prevenire il traboccamento.
2. Letture false o output di errori
Quando una superficie si trova all'interno della zona cieca, i diversi sensori si comportano diversamente. Alcuni emettono l'ultima lettura valida, altri emettono un valore predefinito massimo o minimo e altri segnalano un errore hardware. Senza comprendere la zona cieca, gli operatori potrebbero confondere questi output con dati di livello reale e prendere decisioni errate.
3. Campo di misura utilizzabile ridotto
La portata totale di rilevamento di un sensore a ultrasuoni è generalmente specificata dalla superficie del sensore fino alla distanza di rilevamento massima. Tuttavia, il raggio d'azione effettivo o utilizzabile inizia solo alla fine della zona cieca. Un sensore con una portata di 5 me una zona cieca di 0,3 m fornisce solo 4,7 m di misurazione effettiva. In recipienti poco profondi o pozzi con profondità limitata, questa riduzione può essere significativa.
4. Impatto in condizioni di livello-che cambiano rapidamente
Nelle applicazioni in cui il livello del liquido aumenta rapidamente - come durante forti piogge in un sistema di drenaggio o il riempimento rapido di un serbatoio di processo -, la superficie potrebbe passare attraverso la zona cieca prima che possa essere attivato un avviso. I sistemi che si basano su avvisi di alto-livello devono tenerne conto impostando soglie di avviso ben al di sotto del confine della zona cieca.
Come evitare o ridurre al minimo i problemi della zona cieca
1. Scegli un sensore con una zona cieca più corta
La soluzione più diretta è selezionare un sensore progettato con una piccola zona cieca. Per recipienti molto superficiali o applicazioni in cui il liquido si avvicina regolarmente al sensore, prendere in considerazione sensori con una zona cieca inferiore a 0,1 m oppure esplorare alternative prive di aree cieche.
2. Montare il sensore all'altezza corretta
Durante l'installazione, il sensore deve essere posizionato in modo tale che sia previsto il livello massimo del liquido.
3. Utilizzare un pozzo di calma o un tubo guida in condizioni turbolente
In canali aperti, fiumi o serbatoi aerati, la turbolenza superficiale può produrre echi sparsi e amplificare la zona cieca effettiva. L'installazione del sensore su un pozzo di calma - un tubo verticale che smorza le onde superficiali - migliora la qualità dell'eco e avvicina l'intervallo di misurazione utilizzabile alla superficie del sensore.
4. Considerare l'orientamento del sensore e l'angolo del fascio
Il raggio ultrasonico emesso dal sensore non è un raggio perfettamente stretto - ma si allarga a cono. In serbatoi o pozzi stretti, il raggio può riflettersi sulla parete interna anziché sulla superficie del liquido, soprattutto in prossimità del fondo. Garantendo che l'angolo del fascio sia appropriato per il diametro del vaso e che il sensore sia montato verticalmente e centralmente, si riducono le riflessioni spurie e si estende il campo di misurazione effettivo.
La zona cieca è una caratteristica fisica intrinseca della tecnologia di rilevamento a ultrasuoni e non un difetto. Comprenderlo consente a ingegneri e operatori di progettare sistemi di misurazione che funzionino in modo affidabile nell'intera gamma prevista.
Se non sei sicuro che un particolare sensore sia adatto alla profondità di installazione o alla geometria del serbatoio, contatta il nostro team tecnico. Possiamo consigliare il modello di sensore e la configurazione di montaggio corretti per le vostre condizioni specifiche.