Главная / ТСА / Датчики / Уровень / Жидкость /

Измерение уровня растительного масла

Вот здесь я рассказывал о том, как мы отлавливаем верхние и нижние уровни растительного масла в ёмкостях. Там же я обещал рассказать о том, как мы измеряем эти уровни. И вот сегодня выполняю обещание…

Итак, для хранения растительного масла у нас есть две большие бочки, которые называют РВС - Резервуар Вертикальный Стальной. Высота такой бочки (у нас) 12 метров, диаметр - 10 метров.

Поскольку это склад, то необходимо знать, сколько масла находится в резервуаре. На таких объёмах о каком-то точном измерении говорить не приходится, но надо хотя бы приблизительно знать, сколько свободного места есть в резервуаре, и сколько масла можно ещё закачать (ну или откачать).

Вот для этих целей мы и используем особый датчик, о котором я расскажу в данной статье...

Ультразвуковой датчик уровня масла EchoTREK SGA-344-2

Самый подходящий способ измерения уровня жидкости - это использование ультразвуковых датчиков (чуть позже расскажу о принципе их работы).

Сегодня на рынке существует немало предложений ультразвуковых датчиков. Правда, большинство из них рассчитаны на работу с уровнями несколько метров. А у нас, как вы помните, высота бочки 12 метров.

И таких предложений на рынке уже значительно меньше. Когда я искал такой датчик первый раз, то нашёл только одно предложение - от венгерской компании NIVELCO. И, поскольку мне удалось пообщаться и получить отзывы от тех, кто уже использовал такие датчики именно на растительном масле, то решение было принято. И это был датчик EchoTREK SGA-344-2 (см. ниже несколько фото):

Степень защиты датчика - IP68, корпуса - IP67. Крышка на резьбе - откручивается:

Дисплей датчика жидкокристаллический. Его можно снять. И хотя поставщики нас уверяли, что и при морозе -30 всё будет работать, мы проверять не стали. Всё-таки ЖК есть ЖК. Поэтому мы устанавливаем дисплей только для изменения настроек, а потом снимаем и храним в офисе.

Блок управления также можно снять. Правда, особой необходимости в этом нет. Разве что для удобства замены в случае неисправности, ну или просто посмотреть, что там дальше:

Цена датчика довольно кусачая - около 78000 рублей (на момент написания статьи). Кроме того - очень большие сроки поставки - около 50 рабочих дней. Так что имейте это ввиду. Впрочем, это обычное дело для европейских товаров.

Когда мы подбирали датчик на вторую бочку (примерно через год после того, как оборудовани первую), то я нашёл другие подобные датчики.

Один российского производства. Изначально была заявлена цена около 50000 рублей и сроки поставки около месяца. Но потом, когда мы уже собрались покупать, “вдруг” выясняется, что у нас особый случай, поэтому цена будет 64000, а сроки - 45 рабочих дней.

Второй датчик был заявлен тоже как российского производства. И цена около 35000 и сроки поставки исчисляются только временем доставки (есть в наличии). Правда, судя по цене и по скудной документации я сильно подозреваю, что это всё-таки Китай. Но производитель даже даёт бесплатно датчик на пробу на 2 месяца.

И всё бы хорошо, но у нас очень строгая служба экономической безопасности. Не понравился им контрагент - какие-то мутные дела они у него нашли. Так что от этого датчика (точнее, от поставщика) отказались и снова купили EchoTREK SGA-344-2 (первый такой датчик отработал год без нареканий). С другой стороны - в целях унификации это тоже правильно. Правда, ждать пришлось три месяца (поставщик объяснил большой загрузкой завода).

Но не всё было так хорошо. Мои сотрудники чуть не спалили датчик ценой почти 80000 рублей (с учётом доставки и т.п.). Вот как это было…

Да, чуть не забыл. Все характеристики приводить не буду, только основные:

• Аналоговый выход: 4...20 мА
• Разрешение (дискретность): 10 мм
• Питание: номинальное +24В, допустимое от 12 до 36 В
• Потребляемая мощность: от 48 до 720 мВт (зависит от напряжения питания)
• Диапазон измерений: до 15 метров
• Температура окружающей среды: -30…+70

Как подключить EchoTREK SGA-344-2

При подключении датчика вы можете столкнуться с трудностями (во всяком случае, мы столкнулись). Дело в том, что в документации схема подключения приведена, но она не очень понятная.

Есть ещё один подвох - эти датчики бывают двухпроводные, а бывают четырёхпроводные. И по невнимательности (что с нами и произошло) можно подключить двухпроводный датчик по четырёхпроводной схеме.

И вот тогда вас ждёт маленькая неприятность в виде вонючего дыма, расплавленной пластмассы и испорченного настроения (последствия см. на фото):

Самое смешное в том, что первый датчик у нас также был подключен неправильно, но при этом отработал год!!! Вот неправильная схема включения:

А вот правильная схема:

Более подробно о подключении расскажу в следующий раз, а теперь обещанный принцип работы...

Измерение уровня в РВС

Принцип работы любого волнового датчика основан на измерении времени прохождения волн. Это могут быть звуковые (или ультразвуковые волны), это могут быть микроволны и т.п.

Ультразвуковой датчик уровня масла (в нашем случае) - это тоже волновой датчик. Соответственно, работает он также, как и все остальные подобные датчики.

Излучатель датчика EchoTREK SGA-344-2 посылает ультразвуковые волны (см. рис. ниже). Время начала посылки запоминается. Волны отражаются от поверхности и возвращаются в излучатель через какое-то время. Датчик определяет, сколько времени прошло с момента посылки волны до её возвращения. И дальше уже по своим хитрым алгоритмам он вычисляет расстояние от излучателя до поверхности, от которой был отражён сигнал.

Так и определяется расстояние от датчика до поверхности жидкости (в нашем случае это масло).

Как видно на рисунке, у датчика есть “мёртвая зона” - зона нечувствительности, в пределах которой он не может выполнять измерения. Я точно не знаю, с чем это связано. Могу лишь предположить, что датчик просто не может достаточно точно измерить время, прошедшее от посылки волны до её возврата, так как это происходит слишком быстро.

В характеристиках датчика эта “мёртвая зона” обычно указана как “минимальное измеряемое расстояние”. У EchoTREK это расстояние может быть 0,4...0,6 м. И это надо учитывать, когда вы будете устанавливать датчик.

Ну что же. На этом знакомство с ультразвуковым датчиком уровня закончим. В следующих статьях я более подробно расскажу, как эти датчики включены в систему управления маслозаводом.

Если хотите, то посмотрите небольшой видеообзор EchoTREK SGA-344-2: