Фильтры

Ультразвуковые уровномеры

Таблица сравнения ультразвуковых уровнемеров

Параметр USL-6
0–2 м, компактный 		USL-3
0–2 м, много выводов 		USL-5
0–2 м, OLED 		USL-1E
0–50 м, топливо 		USL-1I
0–50 м, пром. 		USL-2
5–30 м, пульпа 		USL-4
0–15 м, широк. t° 		USL-1S
0–70 м, дальний 		USL-P
до 100 м, автоном.
Диапазон и точность
Диапазон измерения 0–1 м / 0–2 м 0–1 м / 0–2 м 1 м / 2 м 0–50 м 0–50 м 5–30 м 0–15 м 0–70 м до 100 м
Погрешность 0,25% или 3 мм 0,25–0,5% ±1 мм / ±2 мм 0,25% 0,25–0,5% н/д н/д 0,25–0,5% ±0,5%
Разрешение 0,1% (мин. 0,5 мм) 3 мм или 0,1% 1 мм н/д 3 мм или 0,1% н/д н/д 3 мм или 0,1% н/д
Слепая зона 6–18 см ≤20 см <6–15 см 0,25–0,8 м 0,25–0,8 м 0,3–1,2 м 0,3–0,8 м 0,25–1,2 м ≤500 мм
Угол луча <9° <9° н/д н/д <9° н/д <9° <9° н/д
Условия эксплуатации
Рабочая температура -20 – +60°C -20 – +60°C -20 – +60°C -20 – +80°C -20 – +80°C -20 – +60°C -40 – +85°C -20 – +80°C 0 – +40°C
Рабочее давление н/д н/д н/д н/д 2 бар н/д н/д 2 бар н/д
IP защита IP65 (IP67/68 по зап.) н/д н/д IP66 IP66 н/д н/д IP65 / IP68 датчик IP68 датчик
Интерфейсы и питание
Выходной сигнал н/д (датчик) 4–20 мА / RS485 / 0–10 В / реле 4–20 мА / RS485 / 0–10 В 4–20 мА / 0–10 В 4–20 мА / 0–10 В 4–20 мА / RS485 / RS232 / реле 4–20 мА / RS485 / RS232 / реле 4–20 мА / 0–10 В 4–20 мА / RS485
Питание 12–24 VDC 12–24 VDC 12–24 VDC 12 / 24 VDC 12 / 24 VDC 24 VDC 12 / 24 VDC 12 / 24 VDC / 220 VAC Li-ion аккумулятор
Дисплей — Англ. интерфейс OLED — Англ. интерфейс — — Англ. интерфейс LCD + 5 кнопок
Конструктив и монтаж
Присоединение M30×1,5 M30×1,5 M30×1,5 н/д н/д M60×2 / фланец DN80 M68×2 н/д кабель 10 м
Материал корпуса 304SS / ABS NLEPE (IP66) Алюминий / 304SS н/д NLEPE (IP66) н/д NLEPE (IP66) NLEPE (IP66) н/д
Автономная работа — — — — — — — — ✓ Li-ion
Измеряемые среды Жидкости, порошки Жидкости, твёрдые Жидкости, твёрдые Масла, топливо Жидкости, твёрдые Жидкости, пульпа Жидкости, твёрдые Жидкости, твёрдые Пресная / морская вода

Ультразвуковой уровнемер — прибор для бесконтактного измерения уровня жидких и сыпучих сред с помощью акустических волн ультразвукового диапазона. Датчик не касается измеряемого продукта, не подвержен коррозии и механическому износу, а монтаж выполняется сверху резервуара без врезки в стенки или дно. Бесконтактные ультразвуковые уровнемеры применяются в водоподготовке, пищевой и химической промышленности, ЖКХ, сельском хозяйстве и на насосных станциях — везде, где нужно надёжное и экономичное решение для контроля уровня без прямого контакта с продуктом. Купить ультразвуковой уровнемер сегодня можно в исполнениях для резервуаров объёмом от нескольких литров до открытых водоёмов и каналов длиной десятки метров.

Принцип работы ультразвукового уровнемера

Пьезоэлектрический преобразователь в корпусе датчика генерирует короткий ультразвуковой импульс частотой 40–200 кГц и направляет его вертикально вниз — на поверхность измеряемой среды. Импульс отражается от поверхности и возвращается к датчику. Электронный блок измеряет время пробега сигнала (TOF — Time of Flight), умножает его на скорость звука и вычисляет расстояние до поверхности. Из этого расстояния и известной высоты резервуара прибор рассчитывает уровень, объём или расход — в зависимости от настроек.

Скорость звука в воздухе зависит от температуры: при изменении на 1 °С она меняется примерно на 0,17%. Поэтому все современные ультразвуковые уровнемеры жидкости оснащены встроенным датчиком температуры для автоматической компенсации этого эффекта.

Что измеряет прибор

Помимо уровня ультразвуковой уровнемер может вычислять:

  • Объём — при вводе геометрии резервуара (цилиндр, конус, сфера, нестандартная форма через таблицу)
  • Расход — при установке над открытым каналом с водосливом или лотком (метод гидравлического профиля)
  • Процент заполнения — для систем диспетчеризации и SCADA

Конструктивные исполнения

Линейка NAV-USL охватывает несколько классов приборов под разные задачи.

Исполнение Диапазон измерения Особенности Применение
Компактное (NAV-USL-P) 0,3–5 м Встроенный дисплей, простая настройка Небольшие ёмкости, склады, АЗС
Стандартное (NAV-USL-1E/1I/1S) До 10–15 м Раздельный датчик и электронный блок или моноблок, выход 4–20 мА Промышленные резервуары, насосные станции
Расширенное (NAV-USL-2) До 20 м Многоточечные измерения, расширенная диагностика Резервуарные парки, водозаборы
Дальнобойное (NAV-USL-3) До 40 м Высокая мощность импульса, фильтрация ложных отражений Силосы, шахты, открытые водоёмы

Корпус выполняется из ABS-пластика, поликарбоната или нержавеющей стали со степенью защиты IP67–IP68. Для взрывоопасных зон предусмотрены исполнения Ex (ATEX, IECEx).

Области применения ультразвуковых уровнемеров

Водоподготовка и ЖКХ

Это наиболее массовое применение бесконтактных ультразвуковых уровнемеров. Приборы контролируют уровень в резервуарах чистой и сточной воды, управляют насосами по уровню, измеряют расход в открытых каналах с треугольными и прямоугольными водосливами. Нечувствительность к составу воды и минимальные требования к обслуживанию делают ультразвук предпочтительной технологией для объектов ЖКХ.

Пищевая промышленность и сельское хозяйство

Ультразвуковой уровнемер жидкости не контактирует с продуктом, что исключает загрязнение и упрощает санитарную обработку. Приборы используются для контроля уровня молока, растительных масел, соков, зерна, комбикормов в силосах. Санитарные исполнения из нержавеющей стали с гладкими поверхностями соответствуют требованиям HACCP.

Химическая промышленность

При работе с агрессивными средами (кислоты, щёлочи, растворители) датчик устанавливается снаружи резервуара и не контактирует с жидкостью. Для закрытых ёмкостей с парами или избыточным давлением применяются исполнения с уплотнённым вводом, разделяющим газовую среду и датчик.

Нефтепродукты и топливо

На АЗС, складах топлива и котельных ультразвуковые приборы контролируют уровень дизельного топлива, мазута, масел. Взрывозащищённые исполнения Ex допускают монтаж в зонах с парами нефтепродуктов.

Открытые водоёмы и ирригация

Дальнобойные модели (до 40 м) применяются для контроля уровня в реках, каналах, водохранилищах и ирригационных системах. Встроенная функция измерения расхода по профилю канала позволяет вести учёт водопотребления без установки дополнительных приборов.

Как выбрать ультразвуковой уровнемер

Диапазон измерения

Основной параметр выбора — максимальное расстояние от датчика до минимального уровня среды. К этому расстоянию прибавляют запас 10–15% и выбирают модель с соответствующим номинальным диапазоном. Важно учитывать «мёртвую зону» — область непосредственно у датчика (обычно 0,1–0,5 м), в которой измерение невозможно.

Условия газовой фазы

Ультразвуковой сигнал затухает в парах с высокой концентрацией, при сильном запылении и турбулентности воздуха над продуктом. Для таких условий необходимо выбирать приборы с повышенной мощностью импульса и адаптивной фильтрацией сигнала — либо рассмотреть радарный уровнемер как альтернативу.

Температура окружающей среды и среды в резервуаре

Стандартные модели работают при температуре окружающего воздуха от –20 до +60 °С. Для высокотемпературных применений (пар, горячие жидкости свыше +80 °С) используются датчики с удлинённым корпусом и термостойким преобразователем.

Тип поверхности измеряемой среды

Ровная, спокойная поверхность жидкости обеспечивает наилучшее отражение сигнала. Сильное волнение, пена, наклонная поверхность сыпучих материалов снижают амплитуду отражённого импульса. В этих случаях следует выбирать приборы с алгоритмами обработки ложных эхо-сигналов или рассмотреть волноводный радарный уровнемер.

Выходные сигналы и интеграция в АСУ ТП

Все модели серии NAV-USL оснащаются аналоговым выходом 4–20 мА. Ряд исполнений поддерживает протоколы Modbus RTU, HART, релейные выходы для управления насосами и сигнализацией. Некоторые модели имеют встроенный дисплей и возможность настройки без дополнительного оборудования.

Ультразвуковой и радарный уровнемер: когда что выбрать

Оба метода — бесконтактные, но у каждого свои сильные стороны.

Ультразвуковой уровнемер предпочтителен, когда:

  • бюджет проекта ограничен
  • среда — вода, водные растворы, пищевые жидкости
  • резервуар открытый или слабогерметичный
  • требуется измерение расхода в открытом канале

Радарный (микроволновый) уровнемер предпочтителен, когда:

  • над продуктом присутствует пар, пыль или инертный газ под давлением
  • среда — нефтепродукты, сжиженные газы, химически агрессивные жидкости
  • резервуар закрытый, под давлением или вакуумом
  • требуется точность ±1–2 мм в широком диапазоне температур

Таблица отраслевого применения

Отрасль / применение Типичная задача Рекомендуемые модели
Нефтегаз — хранение ГСМ и топлива Измерение уровня дизельного топлива, масел, мазута в резервуарах на АЗС, нефтебазах и промышленных объектах; телеметрия для удалённого контроля USL-1E
USL-1I
USL-1S
Водоснабжение и водоотведение Мониторинг уровня в резервуарах чистой и сточной воды, насосных станциях, очистных сооружениях; морская вода и открытые водоёмы USL-1I
USL-2
USL-P
Химическая промышленность Бесконтактное измерение уровня в резервуарах с агрессивными жидкостями, пульпами, суспензиями — датчик не контактирует со средой USL-2
USL-1I
USL-1S
Пищевая промышленность Контроль уровня жидких продуктов, напитков, сиропов в технологических ёмкостях; гигиенические требования — бесконтактный метод исключает загрязнение продукта USL-6
USL-3
USL-5
USL-4
Сыпучие материалы и силосы Измерение уровня зерна, цемента, порошков, сыпучих химикатов в силосах и бункерах; бесконтактное измерение устойчиво к пыли USL-1I
USL-2
USL-1S
Сельское хозяйство Мониторинг уровня воды в ирригационных ёмкостях, баках для удобрений; автономная работа от аккумулятора на объектах без электросети USL-1I
USL-P
Малые резервуары и лабораторные ёмкости Точное измерение уровня в небольших ёмкостях (до 2 м), реакторах, мерных баках; высокое разрешение до 0,5–1 мм USL-6
USL-3
USL-5
Промышленные объекты в широком диапазоне температур Измерение уровня в условиях экстремальных температур от -40°C до +85°C — металлургия, холодильные склады, открытые площадки USL-4

Вопросы и ответы

Работает ли ультразвуковой уровнемер с пенящимися жидкостями?

Пена поглощает ультразвуковой сигнал и может искажать показания — это основное ограничение технологии. При умеренном пенообразовании помогает выбор прибора с повышенной мощностью импульса. При стойкой густой пене рекомендуется рассмотреть волноводный радарный уровнемер, который отражается от поверхности жидкости под слоем пены.

Можно ли использовать прибор для измерения расхода в канале?

Да, модели с функцией расходомера открытого канала вычисляют расход на основе измеренного уровня и введённого профиля водослива (треугольный, прямоугольный, трапециевидный, лоток Паршалла). Это позволяет вести учёт расхода без установки отдельного расходомера.

Нужна ли поверка ультразвукового уровнемера?

При применении в коммерческом учёте или в сфере государственного регулирования прибор должен быть внесён в Государственный реестр средств измерений и пройти поверку по ФЗ № 102-ФЗ. Для технологического контроля достаточно калибровки согласно внутреннему регламенту предприятия.

Какова цена ультразвукового уровнемера и от чего она зависит?

Стоимость определяется диапазоном измерения, материалом корпуса, наличием взрывозащиты и набором выходных интерфейсов. Для уточнения цены на конкретную модель серии NAV-USL и условий поставки в Москве и другие регионы направьте запрос с параметрами резервуара и условиями эксплуатации.