關(guān)于廢水水位測(cè)量技術(shù)與超聲波液位計(jì)的密切關(guān)系
返回列表發(fā)布日期：2019-02-19 10:00:54 |
液位監(jiān)測(cè)和控制是任何廢水處理過(guò)程的基本要求。您甚至可以在最簡(jiǎn)單的處理設(shè)備上安裝液位儀表，用于泵控制，化學(xué)品儲(chǔ)罐和過(guò)程液位控制或報(bào)警。操作人員對(duì)處理廠的進(jìn)水只有有限或緊急控制，因此水位控制和儀表在管理污水處理過(guò)程中起著重要作用。
通過(guò)精心規(guī)劃過(guò)程高程，工程師可以設(shè)計(jì)出重力管理廢水水平的處理系統(tǒng)，從而流經(jīng)大部分處理過(guò)程。工廠的類型和場(chǎng)地的地形是重要因素，但通過(guò)良好的處理廠設(shè)計(jì)可以最大限度地減少對(duì)泵，控制，儀器和操作員干預(yù)的要求。
廢水處理廠運(yùn)營(yíng)商絕大多數(shù)認(rèn)可簡(jiǎn)單的工廠設(shè)計(jì)和儀器。“我們盡量保持簡(jiǎn)單。更復(fù)雜的等于更貴。“奧爾巴尼縣下水道區(qū)的儀器技術(shù)員SusanSalvetti評(píng)論道。污水處理廠的腐蝕性環(huán)境會(huì)攻擊從儀器到處理廠的機(jī)械結(jié)構(gòu)和固定裝置的所有環(huán)境。為了可靠，儀器必須設(shè)計(jì)成能夠承受惡劣的操作環(huán)境。
水平控制和環(huán)境法規(guī)
污水處理廠的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)變得越來(lái)越嚴(yán)格。雖然各地區(qū)的執(zhí)法情況各不相同，但公共和私營(yíng)處理廠經(jīng)營(yíng)者現(xiàn)在可能對(duì)其廢水處理設(shè)施的正常運(yùn)行負(fù)有法律責(zé)任。隨著治療過(guò)程的安全性和有效性越來(lái)越高，不斷引入新的法規(guī)。坦克溢流保護(hù)和下水道溢流監(jiān)測(cè)是當(dāng)前監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)液位控制和儀表提出新要求的例子。
廢水水平儀表中的常用術(shù)語(yǔ)
傳感器-任何直接測(cè)量身體狀況的設(shè)備。浮動(dòng)是傳感器的一個(gè)示例。
TRANSDUCER（傳感器）-包含傳感器并將其信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以與其他設(shè)備通信的設(shè)備。靜壓傳感器是傳感器的一個(gè)例子。
儀器-將傳感器或傳感器組合到通信設(shè)備中，可以傳輸信號(hào)，顯示變量并提供控制功能。超聲波水平指示發(fā)射器是儀器的示例。
TRANSMITTER-一種將連續(xù)過(guò)程信號(hào)發(fā)送到遠(yuǎn)程設(shè)備的儀器。4-20mA模擬信號(hào)是最常見(jiàn)的，其中每個(gè)發(fā)送器使用一對(duì)導(dǎo)線（“雙絞線”）來(lái)提供與測(cè)量變量成比例的模擬電流?，F(xiàn)代串行或數(shù)字發(fā)射器正在迅速進(jìn)入市場(chǎng)，其中許多“多點(diǎn)”發(fā)射器可以通過(guò)輪流或僅在由遙控器“輪詢”時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)共享相同的線路。
準(zhǔn)確度-儀器測(cè)量被感應(yīng)材料的實(shí)際值的接近程度。
分辨率-儀器可以測(cè)量的最小變化增量。
選擇高級(jí)儀器的考慮因素
價(jià)格始終很重要，但儀器的使用壽命和維護(hù)要求應(yīng)該是您選擇過(guò)程中的首要因素。
確定是否需要點(diǎn)級(jí)別或連續(xù)級(jí)別。
檢查外露傳感器材料的兼容性，以及溫度和壓力規(guī)格。
檢查儀器或傳感器位置是否具有危險(xiǎn)等級(jí)。
確定傳感器安裝位置的任何限制。
考慮應(yīng)用程序并選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。
選擇儀器功能：4-20mA，顯示，控制繼電器，串行輸出等。
超聲波水平儀共同層面的應(yīng)用
濕井和集水坑中的泵控制
化學(xué)品儲(chǔ)罐庫(kù)存
曝氣池水平
有氧消化器水平
氯接觸罐液位
污泥罐水平
酒吧屏幕差異水平
超聲波液位儀的工作原理非常簡(jiǎn)單。他們使用具有組合發(fā)射和接收能力的換能器。儀器測(cè)量聲音脈沖從換能器傳播到目標(biāo)然后返回回聲所需的時(shí)間。因?yàn)槲覀冎揽諝庵新曇舻乃俣龋?086英尺/秒或331米/秒），所以可以精確計(jì)算到目標(biāo)的距離。
超聲波液位儀器已成為廢水處理應(yīng)用中最常用的技術(shù)之一。顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)是它們使用非接觸式聲學(xué)傳感器。這意味著傳感器的污垢最小，因此很少或根本沒(méi)有維護(hù)。超聲波還能以低成本提供相對(duì)較高的精度（典型值為±0.25％）。
在廢水處理中采用超聲波儀器并不容易。在1980年代早期，大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為它們是廢水水平應(yīng)用問(wèn)題的一種奇特解決方案，并將其應(yīng)用于非接觸式傳感器似乎是唯一的解決方案。“如果沒(méi)有別的辦法，試試超聲波”是一種典型的態(tài)度。早期轉(zhuǎn)換為超聲波儀器是先驅(qū)，通常開(kāi)發(fā)校準(zhǔn)，安裝和維護(hù)技能，并傳遞給制造商。
隨著微處理器的出現(xiàn)，超聲波技術(shù)進(jìn)入了液位儀表的主流，如今它已成為廢水處理廠最常用和最受青睞的技術(shù)之一。超聲波特有的許多特性可以通過(guò)編程到每個(gè)儀器中的信號(hào)處理算法自動(dòng)管理。假設(shè)儀器已正確應(yīng)用和安裝，今天的操作員可以將超聲波儀器的成功表現(xiàn)視為理所當(dāng)然。
使用術(shù)語(yǔ)“超聲波”是因?yàn)榇蠖鄶?shù)樂(lè)器的頻率都高于人耳的可聽(tīng)范圍-盡管您通常也可以聽(tīng)到超聲波換能器發(fā)出較低頻率的聲音。工作頻率范圍從大約12到90KHz。測(cè)量最大范圍的傳感器使用較低的頻率，而較高的頻率最適合較短的測(cè)量范圍。
超聲波級(jí)儀器在傳感器前面都有一個(gè)盲區(qū)。制造商經(jīng)常將其描述為傳感器“死區(qū)”或“消隱區(qū)”。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，頻率越低，盲區(qū)越遠(yuǎn)。當(dāng)陶瓷晶體被電脈沖激勵(lì)時(shí)，超聲波換能器產(chǎn)生聲音。水晶振動(dòng)并發(fā)出聲壓波-很像立體聲揚(yáng)聲器。但是遵循動(dòng)量定律，一旦啟動(dòng)，晶體會(huì)持續(xù)振動(dòng)一小段時(shí)間-實(shí)際上是毫秒。從距傳感器太近的目標(biāo)接收到的回波將非常快速地返回并在晶體停止從其發(fā)射脈沖振動(dòng)之前到達(dá)。因此盲區(qū)或“死區(qū)”。
超聲波傳感器還具有“光束寬度”或“光束角”，您可以在制造商的規(guī)格中找到它們。超聲波中的這個(gè)因素經(jīng)常被誤解，但對(duì)超聲波儀器的成功操作至關(guān)重要。
按照慣例，制造商將換能器的波束寬度角指定為-3db（聲強(qiáng)為最大值的一半）。但聲音能量很容易擴(kuò)散。它填充了附近的空間，并從其接觸的所有硬表面反射回來(lái)。一個(gè)很好的日常例子是你可以面對(duì)墻壁并在一個(gè)封閉的房間里說(shuō)話，房間里的任何人都可以毫無(wú)困難地聽(tīng)到你的聲音。
因此，超聲波制造商設(shè)計(jì)他們的傳感器，將盡可能多的能量聚焦到從傳感器發(fā)出的窄錐體中。該錐體在半功率處的寬度是“光束角”。
該儀器的信號(hào)處理軟件在最小化來(lái)自相鄰目標(biāo)的回波方面起著同樣重要的作用。濾除了Ricochet回波，并應(yīng)用各種處理算法來(lái)拒絕虛假回波并鎖定到正確的目標(biāo)上。每個(gè)制造商都開(kāi)發(fā)了自己的信號(hào)處理技術(shù)，這些技術(shù)通常具有專利權(quán)或作為商業(yè)秘密密切關(guān)注。
超聲波技術(shù)還用于具有“間隙”型傳感器的點(diǎn)水平控制，其中可以檢測(cè)在發(fā)射和接收晶體之間的間隙中存在液體。廢水處理中的應(yīng)用是化學(xué)儲(chǔ)罐中的高水位報(bào)警。類似的間隙型超聲波傳感器也可用于污泥層水平測(cè)量。
通過(guò)精心規(guī)劃過(guò)程高程，工程師可以設(shè)計(jì)出重力管理廢水水平的處理系統(tǒng)，從而流經(jīng)大部分處理過(guò)程。工廠的類型和場(chǎng)地的地形是重要因素，但通過(guò)良好的處理廠設(shè)計(jì)可以最大限度地減少對(duì)泵，控制，儀器和操作員干預(yù)的要求。
水平控制和環(huán)境法規(guī)
污水處理廠的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)變得越來(lái)越嚴(yán)格。雖然各地區(qū)的執(zhí)法情況各不相同，但公共和私營(yíng)處理廠經(jīng)營(yíng)者現(xiàn)在可能對(duì)其廢水處理設(shè)施的正常運(yùn)行負(fù)有法律責(zé)任。隨著治療過(guò)程的安全性和有效性越來(lái)越高，不斷引入新的法規(guī)。坦克溢流保護(hù)和下水道溢流監(jiān)測(cè)是當(dāng)前監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)液位控制和儀表提出新要求的例子。
廢水水平儀表中的常用術(shù)語(yǔ)
傳感器-任何直接測(cè)量身體狀況的設(shè)備。浮動(dòng)是傳感器的一個(gè)示例。
TRANSDUCER（傳感器）-包含傳感器并將其信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以與其他設(shè)備通信的設(shè)備。靜壓傳感器是傳感器的一個(gè)例子。
儀器-將傳感器或傳感器組合到通信設(shè)備中，可以傳輸信號(hào)，顯示變量并提供控制功能。超聲波水平指示發(fā)射器是儀器的示例。
TRANSMITTER-一種將連續(xù)過(guò)程信號(hào)發(fā)送到遠(yuǎn)程設(shè)備的儀器。4-20mA模擬信號(hào)是最常見(jiàn)的，其中每個(gè)發(fā)送器使用一對(duì)導(dǎo)線（“雙絞線”）來(lái)提供與測(cè)量變量成比例的模擬電流?，F(xiàn)代串行或數(shù)字發(fā)射器正在迅速進(jìn)入市場(chǎng)，其中許多“多點(diǎn)”發(fā)射器可以通過(guò)輪流或僅在由遙控器“輪詢”時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)共享相同的線路。
準(zhǔn)確度-儀器測(cè)量被感應(yīng)材料的實(shí)際值的接近程度。
分辨率-儀器可以測(cè)量的最小變化增量。
選擇高級(jí)儀器的考慮因素
價(jià)格始終很重要，但儀器的使用壽命和維護(hù)要求應(yīng)該是您選擇過(guò)程中的首要因素。
確定是否需要點(diǎn)級(jí)別或連續(xù)級(jí)別。
檢查外露傳感器材料的兼容性，以及溫度和壓力規(guī)格。
檢查儀器或傳感器位置是否具有危險(xiǎn)等級(jí)。
確定傳感器安裝位置的任何限制。
考慮應(yīng)用程序并選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。
選擇儀器功能：4-20mA，顯示，控制繼電器，串行輸出等。
超聲波水平儀共同層面的應(yīng)用
濕井和集水坑中的泵控制
化學(xué)品儲(chǔ)罐庫(kù)存
曝氣池水平
有氧消化器水平
氯接觸罐液位
污泥罐水平
酒吧屏幕差異水平
超聲波液位儀的工作原理非常簡(jiǎn)單。他們使用具有組合發(fā)射和接收能力的換能器。儀器測(cè)量聲音脈沖從換能器傳播到目標(biāo)然后返回回聲所需的時(shí)間。因?yàn)槲覀冎揽諝庵新曇舻乃俣龋?086英尺/秒或331米/秒），所以可以精確計(jì)算到目標(biāo)的距離。
在廢水處理中采用超聲波儀器并不容易。在1980年代早期，大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為它們是廢水水平應(yīng)用問(wèn)題的一種奇特解決方案，并將其應(yīng)用于非接觸式傳感器似乎是唯一的解決方案。“如果沒(méi)有別的辦法，試試超聲波”是一種典型的態(tài)度。早期轉(zhuǎn)換為超聲波儀器是先驅(qū)，通常開(kāi)發(fā)校準(zhǔn)，安裝和維護(hù)技能，并傳遞給制造商。
隨著微處理器的出現(xiàn)，超聲波技術(shù)進(jìn)入了液位儀表的主流，如今它已成為廢水處理廠最常用和最受青睞的技術(shù)之一。超聲波特有的許多特性可以通過(guò)編程到每個(gè)儀器中的信號(hào)處理算法自動(dòng)管理。假設(shè)儀器已正確應(yīng)用和安裝，今天的操作員可以將超聲波儀器的成功表現(xiàn)視為理所當(dāng)然。
使用術(shù)語(yǔ)“超聲波”是因?yàn)榇蠖鄶?shù)樂(lè)器的頻率都高于人耳的可聽(tīng)范圍-盡管您通常也可以聽(tīng)到超聲波換能器發(fā)出較低頻率的聲音。工作頻率范圍從大約12到90KHz。測(cè)量最大范圍的傳感器使用較低的頻率，而較高的頻率最適合較短的測(cè)量范圍。
超聲波級(jí)儀器在傳感器前面都有一個(gè)盲區(qū)。制造商經(jīng)常將其描述為傳感器“死區(qū)”或“消隱區(qū)”。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，頻率越低，盲區(qū)越遠(yuǎn)。當(dāng)陶瓷晶體被電脈沖激勵(lì)時(shí)，超聲波換能器產(chǎn)生聲音。水晶振動(dòng)并發(fā)出聲壓波-很像立體聲揚(yáng)聲器。但是遵循動(dòng)量定律，一旦啟動(dòng)，晶體會(huì)持續(xù)振動(dòng)一小段時(shí)間-實(shí)際上是毫秒。從距傳感器太近的目標(biāo)接收到的回波將非常快速地返回并在晶體停止從其發(fā)射脈沖振動(dòng)之前到達(dá)。因此盲區(qū)或“死區(qū)”。
超聲波傳感器還具有“光束寬度”或“光束角”，您可以在制造商的規(guī)格中找到它們。超聲波中的這個(gè)因素經(jīng)常被誤解，但對(duì)超聲波儀器的成功操作至關(guān)重要。
按照慣例，制造商將換能器的波束寬度角指定為-3db（聲強(qiáng)為最大值的一半）。但聲音能量很容易擴(kuò)散。它填充了附近的空間，并從其接觸的所有硬表面反射回來(lái)。一個(gè)很好的日常例子是你可以面對(duì)墻壁并在一個(gè)封閉的房間里說(shuō)話，房間里的任何人都可以毫無(wú)困難地聽(tīng)到你的聲音。
因此，超聲波制造商設(shè)計(jì)他們的傳感器，將盡可能多的能量聚焦到從傳感器發(fā)出的窄錐體中。該錐體在半功率處的寬度是“光束角”。
該儀器的信號(hào)處理軟件在最小化來(lái)自相鄰目標(biāo)的回波方面起著同樣重要的作用。濾除了Ricochet回波，并應(yīng)用各種處理算法來(lái)拒絕虛假回波并鎖定到正確的目標(biāo)上。每個(gè)制造商都開(kāi)發(fā)了自己的信號(hào)處理技術(shù)，這些技術(shù)通常具有專利權(quán)或作為商業(yè)秘密密切關(guān)注。
超聲波技術(shù)還用于具有“間隙”型傳感器的點(diǎn)水平控制，其中可以檢測(cè)在發(fā)射和接收晶體之間的間隙中存在液體。廢水處理中的應(yīng)用是化學(xué)儲(chǔ)罐中的高水位報(bào)警。類似的間隙型超聲波傳感器也可用于污泥層水平測(cè)量。
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