如何使用变送器和传感器监控容器中的汁液水平?(工作原理介绍)
超声波传感器发送的声波范围超过人类听觉范围(超过20千赫)。这些声波从设定目标的表面反射回来,声波从目标(即装有果汁和果肉的容器底部)反射回来,然后返回到超声波液位变送器,以记录流量和液位监控设备。超声波液位变送器用于监控食品生产行业中液体的流量和液位。安全完整性等级(SIL)方法和仪器设计用于液体制造和食品生产行业合规性法规测试和认证的可靠性。
容器中果汁液位的测量
超声波液位变送器用于监控食品生产行业中液体的流量和液位。安全完整性等级(SIL)方法和仪器设计用于液体制造和食品生产行业合规性法规测试和认证的可靠性。
食品科学已经认识到,当传感系统需要检测和精确监控液位时,使用超声波进行安全和精确的测量和监控的价值。
超声波液位变送器的工作原理
连续的超声波脉冲监测容器中的液位,同时安装在阻隔距离上方的储罐顶部。脉冲穿过容器的空的距离,在罐中的流体表面之上,穿过流体(果汁、果肉或其他水性流体)到达罐的底部。通过超声波传感器和罐底部的检测目标来测量从液位到罐底部的行进距离。
超声脉冲信号从超声发射器传播到目标并返回所花费的时间的计算取决于空气环境中声速的准确标准。将脉冲传播时间除以二,然后将结果乘以声速,得到容器中果汁的精确液位。
公式:
级别=制造环境中的特定声速X时间延迟÷ 2。
危害分析和关键控制点(HACCP)
食品生产商受食品药品监督管理局(FDA)原则应用指南的监管。在胶体流体的制造和食品生产过程中,监控每个控制点的关键限值以防止、限制或降低安全危害至可接受的水平,属于联邦法规(CFR)第120.1(a)部分的标题21。验证测试是验证水平仪安全功能的重要组成部分。
开关等液位仪表超声波液位变送器、射频液位变送器、嵌入式压力传感器和其他SIL仪器是防止和调节危险事件可能性的系统。该设备经认证可检测容器或储罐中的过量灌装情况。终端用户测试程序,如液位仪表的验证水平或部分验证测试,以保持SIL等级,防止仪表故障或水箱溢流,保持适当的安全水平。IEC 61508标准为安全相关应用中的产品设计和测试提供了系统化的方法。IEC(国际电工委员会)定义了SIS(安全仪表系统)并编制了标准。IEC 61508定义了液位仪表要求合规性,适用于食品生产商和SIL产品供应商。
测量一个单独的液体高度
点液位测量传感器标记果汁或果肉制造过程中预设的液位条件。这些传感器监控过量灌装情况,触发高报警功能。
更复杂的连续液位传感器提供整个系统的液位监控。液位界面检测传感器测量特定范围内的液位,而不是简单地监控果汁生产过程中的关键点。
模拟输出与罐或容器中的果汁或果肉液位直接相关。该系统可以连接到一个可视指示器和一个过程控制回路,形成完整的液位监控管理系统。
用压力传感器测量液位
可以使用压力传感器和以下等式计算液位。
p = h ρ g (1)(牛顿/米2,帕,磅力/英尺2,psf)
其中:
p =压力或ρ =液体密度(千克/米3,废料/英尺3)
h =流体柱的高度,或测量压力的流体深度(m,in)
和
g =重力,(加速度),常数(9.81米/秒232.17405英尺/秒2)