Ultrasone niveaumeters zijn voordelig in aanschaf en onderhoudsvrij. Doordat ze gebruikmaken van een geluidspuls die op het mediumoppervlak wordt gericht, komt sensor dus niet in contact met het medium. Dat maakt deze niveaumeters bij uitstek geschikt voor toepassing in agressieve vloeistoffen, pasta’s en droge stoffen. De metingen zijn uiterst nauwkeurig, zeker wanneer de niveaumeter wordt voorzien van temperatuur- en gasdichtheidscompensatie. Ultrasone niveaumeters wordt met name toegepast bij kleine en middelgrote tanks en reservoirs, onder meer voor overloopbeveiliging, droogloopbeveiliging, het aansturen van afsluiters en pompen, als tussenniveau-regeling en voor voorraadoverzichtsmeting. Ook worden ze ingezet in open water en kanalen, pompputten, gemalen en bassins. Ze zijn echter niet of slechts beperkt toepasbaar voor niveaumeting van schuimende vloeistoffen en vloeistoffen met een hoge dampspanning en in tanks met obstructies of gemonteerd vlakbij vulstromen.

Kenmerken en voordelen

• Voordelig
  
• Geen bewegende delen: onderhoudsvrij
• Voedingspanning vereist: 24VDC 2-draads (loop-powered), 24 VDC 4-draads of 230/50 4-draads
• Contactloze niveaumeting
• Ongevoelig voor turbulentie en schuimvorming
• Breed werkbereik:
  • Meethoogte: 0,25 - 25 meter
  • Werkdruk: 0,3 - 2 bar
  • Temperatuur: -40 ºC tot +85 ºC
• Montage: boven op de tank of in de open lucht
• Procesaansluitingen: buitendraad, flenzen of met montagebeugel
• Hoge nauwkeurigheid: tot ± 2,5 mm of 0,25% van het ingestelde meetbereik (FS)
• Met temperatuurcompensatie
• Uitgangssignalen: 0-10V, 0/4-20 mA, HART, Profibus-PA, Foundation Fieldbus, PNP, relaiscontacten en Bluetooth 2.1 +EDR
  
• Programmeerbaar voor niveau- of inhoudsmeting (inclusief digitaal display)
  
  

Opties:

• Explosieveilige uitvoeringen
  Ex-ia en Ex-d
• Externe temperatuursensor

Werking

De niveaumeter verzendt een ultrasone geluidspuls door de lucht in de richting van het te meten mediumoppervlak. Het mediumoppervlak reflecteert de puls, die vervolgens door een niveausensor wordt ontvangen. De niveaumeter meet de tijd tussen het verzenden en het ontvangen van de geluidpuls en berekent – op basis van de gemeten tijd en de snelheid van het geluid – de afstand tussen de sensor en het mediumoppervlak.

Temperatuur- en gasdichtheidscompensatie

De snelheid van het geluid is afhankelijk van de temperatuur en de gasdichtheid. In lucht met een temperatuur van 0 °C bedraagt de snelheid van het geluid 331 m/s bij, maar voor gassen en dampen met een andere gasdichtheid gelden andere geluidssnelheden. Omdat dit de nauwkeurigheid van de metingen kan beïnvloeden, kunnen ultrasone niveaumeters worden voorzien van een temperatuur- en gasdichtheidscompensatie.

Voor metingen in vloeistoffen met hoge dampspanningen of met een schuimlaag is ultrasone niveaumeting niet of slechts beperkt toepasbaar.

Een ultrasoon niveaumeetsysteem bestaat uit een sensor met een geïntegreerde of separate meetversterker en eventueel een eenvoudig af te lezen lokaal display met een gebruikersvriendelijke menubesturing. Via de menubesturing wordt de gebruiker stap voor stap door de programmering van de verschillende instellingen – zoals taal, engineeringeenheden, temperatuurcompensatie en gaskarakteristieken – geleid. Ook kan een keuze worden gemaakt tussen:

• de meetafstand tot het mediumoppervlak
  
• het niveau in de tank
• het volume in de tank

De meeste meetversterkers geven een uitgangssignaal van (0)4-20 mA of 0-10V, in gelijke verhouding naar het niveau. Ook kunnen ze worden geleverd met maximaal vier over het gehele meetbereik vrij instelbare schakelpunten.

Het uitgangssignaal kan als niveauhoogte of als tankinhoudswaarde weergegeven worden op een digitale procesuitlezing of in een procesregelaar als ingangswaarde dienen voor een niveauregeling.

Overige mogelijke voorzieningen

• Voorgeprogrammeerde linearisatietabellen voor tankinhoudsmeting, flowmeting in open kanalen en over waterkeringen
  
• Intelligent datamanagement via de Bluetooth-interface
• Ingebouwde dataloggerfunctie voor het opnemen van meetwaarden
• Grafische weergave van het reflectiesignaal op het display

Montage

De ultrasone niveausensor moet zo worden gemonteerd dat deze zonder obstakels op het te meten mediumoppervlak kan worden gericht. Ook dienen stoorreflecties van interne obstructies en vulstromen te worden vermeden.

Afhankelijk van het meetbereik is er altijd een kleine dode ruimte aanwezig waarbinnen de niveaumeter niet kan functioneren. Ultrasone niveaumeters moeten dan ook altijd op een bepaalde afstand boven het hoogste niveau worden gemonteerd.