ترانسمیتر التراسونیک سطح چیست؟

ترانسمیتر التراسونیک سطح مشابه ترانسمیترهای راداریِ غیر تماسی می باشد. مطابق با مکانیزم کار ترانسمیتر التراسونیک سطح، یک پالس التراسونیک به سمت سطح مایع ارسال می شود و زمانی که پالس به سطح مایع می رسد به سمت ترانسمیتر بازتاب شده و توسط آن دریافت می گردد. مدار هوشمند داخلی ترانسمیتر با محاسبه زمان رفت و برگشت پالس التراسونیک، ارتفاع سطح مایع درون مخزن را محاسبه می کند.

چند نمونه ترانسمیتر التراسونیک سطح

سنسور التراسونیک

سنسور التراسونیک، قلب ترانسمیتر التراسونیک سطح است. این سنسور انرژی الکتریکی را به موج التراسوند تبدیل می کند و برای این فرایند از کریستال های پیزوالکتریکی استفاده می شود. در صورتی که به کریستال های پیزوالکتریکی انرژی الکتریکی اعمال شود، شروع به نوسان با فرکانس های بالا می کنند. عکس این مساله نیز صادق است و در صورتی که کریستال پیزو الکتریک به نوسان واداشته شود، انرژی الکتریکی تولید می کند. به عبارت دیگر در صورت دریافت موج التراسونیک، انرژی الکتریکی تولید می کنند. بنابراین این سنسورها قابلیت ارسال موج التراسوند به سمت اشیاء یا سطح را داشته و می توانند موج بازتابی را هم دریافت کنند.

ساختار ترانسمیتر التراسونیک

شکل زیر شامل نمودار بلوکی ساختار ترانسمیتر التراسونیک می باشد. مطابق شکل، یک مدار کنترلی مبتنی بر میکروپروسسور، وظیفه نظارت و کنترل بر فعالیت های ترانسمیتر را بر عهده دارد. دو مدار ارسال پالس در ساختار ترانسمیتر وجود دارد که یکی برای ارسال پالس و دیگری برای دریافت آن است. پالس تولید شده توسط مدار، به کریستال فرستنده التراسوند اعمال شده و توسط آن به پالس التراسونیک تبدیل می شود و به سمت سطح مایع فرستاده می شود.

نمودار بلوکی ترانسمیتر التراسونیک سطح

مکانیزم عملکرد 

پالس التراسوند پس از برخورد به سطح مایع به سمت ترانسمیتر بازتابیده می شود. پالس بازتابی توسط کریستال گیرنده التراسونیک دریافت می گردد. کریستال گیرنده، با کمک یک ژنراتور پالس، پالس التراسوند دریافتی را به پالس سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. زمان صرف شده برای رفت و برگشت پالس التراسوند توسط شمارنده، محاسبه شده و در نهایت میکروپروسسور با انجام محاسبات لازم، اندازه سطح را محاسبه می کند. تمامی فعالیت های مدار کنترلی ترانسمیتر التراسونیک سطح، توسط یک کلاک (مدار ژنراتور زمان) سنکرون می شود.

میزان سطح سیال در نهایت به سیگنال جریان 4 تا 20 میلی آمپر تبدیل می شود، که جریان 4 میلی آمپر بیانگر سطح 0% و جریان 20 میلی آمپر بیانگر سطح 100% است. سیگنال جریانی در نهایت به سمت سیستم کنترل یا مانیتورینگ ارسال می شود.

ترانسمیترهای التراسونیک سطح قطعات متحرک ندارند و بدون تماس با سیال، سطحِ آن را اندازه گیری می کنند. با کمک این ویژگی می توان سطح انواع مایعات خورنده، مایعات دارای حرارت بالا و مواد شیمیایی پر خطر درون مخازن را اندازه گیری نمود. علاوه بر این عواملی مانند تغییر ترکیب شیمیایی یا تغییر ثابت دی الکتریک سیال هم باعث پایین آمدن دقت اندازه گیری نمی شود.

البته لازم به ذکر است که ترانسمیتر های التراسونیک سطح، برای سیالاتی که موج التراسوند را جذب می کنند مناسب نیستند و همچنین وجود دود، کف یا رطوبت زیاد در مخازن باعث بروز خطای اندازه گیری در این ترانسمیترها می شود.