Ultradźwiękowy miernik poziomu

Co czyni ten typ innym

Ultradźwiękowy miernik poziomu wysyła impuls dźwiękowy w dół przez przestrzeń oparów zbiornika i mierzy czas jego echa od powierzchni cieczy, by wyliczyć poziom. Inaczej niż radar, używający fal elektromagnetycznych w dużej mierze nietkniętych przez gaz nad cieczą, impuls ultradźwiękowy biegnie przez te opary i podlega ich temperaturze, gęstości i składowi — zmiany składu oparów przesuwają prędkość dźwięku, a z nią wyliczony poziom, o ile miernik tego nie kompensuje. To czyni mierniki ultradźwiękowe dobrze zdatnymi do zbiorników otwartych, balastowych, wody słodkiej i szlamu, gdzie atmosfera jest prosta i znana, a mniej zdatnymi do zbiorników ładunkowych z gęstymi oparami węglowodorów, wysokim ciśnieniem czy szerokim skokiem temperatur.

Główne elementy

Przetwornik

Element piezoelektryczny, który zarazem wysyła impuls i nasłuchuje echa powrotnego, montowany u góry zbiornika z dala od jakiejkolwiek przeszkody na drodze wiązki.

Obudowa elektroniki

Przetwarza czas echa na wartość poziomu i nakłada kompensację temperaturową dla prędkości dźwięku w przestrzeni oparów.

Montaż i układ uspokajający

Niektóre instalacje używają rury uspokajającej, by trzymać drogę wiązki wolną od turbulencji, piany lub przeszkód konstrukcyjnych jak drabinki i wężownice grzewcze.

Wyjście i wskaźnik

4-20 mA albo wyjście cyfrowe do systemu nadzoru zbiorników, plus na większości instalacji wskaźnik miejscowy przy głowicy miernika.

Dobór i wymiarowanie

• Kąt wiązki i zasięg: dobrane do wysokości i średnicy zbiornika, tak by wiązka omijała przeszkody wewnętrzne w całym zakresie pomiarowym.
• Warunki przestrzeni oparów: temperatura i oczekiwany skład oparów, bo oba wpływają na prędkość dźwięku, jaką miernik zakłada.
• Stan powierzchni: piana, silna turbulencja czy pochylona powierzchnia psują echo i pchają zamiast tego ku radarowi lub serwo.
• Przyłącze procesowe: klasa kołnierza dobrana do ciśnienia obliczeniowego zbiornika, szczególnie istotna na zbiornikach ciśnieniowych lub grzanych.

Przepisy i klasa

Mierniki ultradźwiękowe na zbiornikach balastowych, wody słodkiej i podobnych nieładunkowych przyjmuje się typowo jako ogólne przyrządy nadzoru zbiorników bez przepisu IMO związanego z samym typem miernika; gdzie stoją na zbiornikach ładunkowych, wymagania klasy i bandery co do dokładnego pomiaru oraz, gdzie istotne, niezależnych alarmów przepełnienia według załącznika I/II konwencji MARPOL wciąż dotyczą całego układu pomiarowego, a nie samej zasady ultradźwiękowej. Przeglądy sprawdzają typowo działanie względem pomiaru ręcznego, a nie osobną certyfikację typu miernika.

Typowe usterki

• Piana lub ciężkie opary na powierzchni cieczy — echo rozproszone lub pochłonięte, miernik czyta chaotycznie albo zamarza na ostatniej ważnej wartości.
• Czoło przetwornika zabrudzone kondensatem lub pozostałością — słabe echo powrotne, przerywane odczyty.
• Wiązka zasłonięta przez wewnętrzną drabinkę, rurę lub ramię napełniania — fałszywe echo odbite od przeszkody zamiast od cieczy.
• Kompensacja temperaturowa nieuaktualniona po zmianie ładunku lub oparów — systematyczne przesunięcie meldowanego poziomu.

Na co zwrócić uwagę u dostawcy

• Kąt wiązki i podany zasięg naprawdę zdatne do geometrii zbiornika, nie generyczna liczba najlepszego przypadku z karty danych.
• Zakres kompensacji temperaturowej kryjący faktyczne warunki służby zbiornika.
• Obudowa przewidziana na środowisko pokładu lub szczytu zbiornika, łącznie ze spłukiwaniem i ekspozycją na pogodę tam, gdzie stoi na zewnątrz.

Sprawdzajcie odczyt ultradźwiękowy krzyżowo z pomiarem ręcznym zawsze, gdy atmosfera zbiornika zmieni się znacznie, na przykład po odgazowaniu lub zmianie ładunku — miernik nie wie, że skład oparów się zmienił, o ile mu się tego nie powie.