K-Tek Lazer Transmitterleri

👤Ömer Kukul, Satış Müdürü - Ölçüm Ürünleri, Proses Otomasyon, ABB Elektrik
ABB, Temmuz 2010 tarihinde, seviye ölçümü konusunda dünyada önemli yeri olan Amerikan K-Tek firmasını satın alarak ölçüm ürünleri portyönüne seviye ölçümünü de katmış oldu. Bu sayede her seviye uygulaması için ABB’nin önerebileceği bir çözüm var diyebiliyoruz. Bu yazımızda katı maddelerin ölçümünde kullanılan teknolojilerden biri olan lazer ile seviye ölçümünden bahsedeceğiz. Giriş ABB K-Tek Lazer Transmitterler, katı veya opak sıvıların seviyelerini (veya mesafeyi) pratik bir şekilde ölçmeyi sağlar. Lazer Transmitterler optik enstrümanlardır. Çalışması için önünde bir engel olmaması yeterlidir. Işık altında çalışabilir ve orta düzeyde tozlu ortamlardan etkilenmez. Kısacası, eğer materyal gözle görülebiliyorsa lazerle de ölçüm yapılabilir. K-Tek Lazer Transmitterler herhangi bir açıda istenildiği şekilde yerleştirilebilir. Sensörün önüne cam ve plastik kaplama yapıldığında zor şartlarda (aşındırıcı proseslerde ve yüksek basınçta) çalışabilmektedir. Lazer ışınları, 50mm çapıyla ve dağılmadan transmitterden ışıma yapar. Bu sebeple materyalin hareketinden, gürültüden, titreşimden, maddenin şeklinden, yoğunluğundan, eğri yüzeylerden etkilenmez. Ayrıca K-Tek Lazer cihazlar kullanıldığı yerlerde geçici olarak oluşan engellerden (toz gibi) etkilenmemek üzere de programlanabilir. Lazer Transmitterleri kullanmak için nedenler Lazer teknolojisi ile seviye ölçümü yaklaşık 10 yıldan beri enstrümantasyon ürünleri arasında yer almaktadır. Özellikle bu sürenin ilk 5 yılında lazerin yüksek performansının görülmesi fiyatlarından dolayı kullanıcılar tarafından pek de mümkün olmadı. Son zamanlarda ise özellikle rekabetçi fiyatları ile birçok proseste lazer transmitterlere yer verilmektedir. Bu sayede enstrüman kullanıcıları gelenekçi ürünlerden uzaklaşma eğilime daha çok girmeye başlamıştır (Temassız Radar, Ultrasonik gibi). Temassız ölçümlerde sürekli seviye ölçümü yapan Lazer dışında Radar ve Ultrasonik tipteki transmitterler mevcuttur. Bu üç teknoloji de aynı prensipte çalışır. Seviye ölçülmek istenen materyale sinyal gönderilir, geri dönüş süresine göre uzaklık ve hız belirlenir. Bu teknolojiler 3 farklı sinyal gönderirler. Ultrasonik, ses dalgaları, Lazer ve Radar ise elektromanyetik dalgalar gönderirler. Lazer ışığın bir formu, Radar ise bir mikrodalga formudur. Teknoloji farklılıkları uygulamada da değişiklikler göstermektedir. • Darbe sinyalinin dalga uzunluğu Çoğu Radar ve Ultrasonik Enstrüman 10 ila 20 derece açı ile yayılır. Geniş açı, bu teknolojileri direk dalga yönünde olan maddelerin de algılanmasına, dolayısı ile yanlış geri dönüş sinyali alınmasına sebep olabilir. Lazer enstrümanları ise materyal üzerinde 0.1 derecelik bir açı oluşturur ve dolayısı ile uzaklık arttıkça ışın demetinde bir genişleme olmaz. Bu sebeple uzaklık arttıkça lazer kullanılması önerilmektedir. Bu dağılmayan ışın demeti Radar ve Ultrasoniklerdeki gibi yayılım yapmadığı için asıl ölçülmek istenen noktanın yanındaki seviyelerden etkilenmez. İkincil olarak, fizik kurallarına göre geliş açışı = yansıma açısıdır. Bu prensibe göre Ultrasonik ve Radarların uygulanmasında bazen sorunlar oluşabilir. Materyal yüzeyinden yansıyan geniş açı sebebi ile sinyallerin hepsi istenen yolda dönmeyebilir. Bunun yanında sıvı ölçümünde sıvı yüzeyi pürüzsüz olduğu için gelen dalgalar direkt olarak geri döner ve sorunsuz bir ölçüm yapılmış olur. Özellikle konik oluşum gösteren silolarda dolum ve boşaltım esnasında oluşan konik duruma gelen materyal birikintisi, geri dönüş sinyallerinin dağılmasına yol açar ya da konik şekilden dolayı noktasal olarak istenen seviye ölçülmeyebilir. Bu uygulamalarda K-Tek Lazer Transmitterleri en ideal çözüm olarak düşünülebilir. • Ölçüm hızındaki değişiklikler Lazer ve Radar, ölçüm olarak Ultrasonikten 1 milyon kez hızlı olduğu için daha hızlı geri veri geribildirimi alınabilmektedir. • Farklı malzemelerden yansıma Lazerlerde geri dönüş sinyali açık renkli maddelerde koyu renklilere göre daha fazladır. Ses dalgaları düz yüzeyli sıvılarda güçlü bir geri dönüş sağlarken, toz gibi maddelerde bu dalgalar emilerek geri dönüş ekosunda azalma olup, ölçüm yapılamayabilir. Radarlarda ise yalıtkan maddelerden geri dönüş ekosu almak iletkenlere göre çok daha zordur. • Sinyallerin geçtiği ortamın özelliği Ultrasonik transmitterler, havasız ortamlarda çalışmazlar. Bunun dışında ortamda buhar olması, havanın sıcaklığına bağlı olarak da sinyallerin iletim hızını değiştirdikleri için ultrasonik transmitterler doğru ölçüm yapamayabilirler. Lazer ve Radarlar elektromanyetik dalgalarla çalıştıkları için bu gibi bir durum söz konusu değildir. Lazer Transmitterlerin kullanım alanları • Seviye ölçümü • Konumlandırma • Mesafe ölçümü • Metal rulo kalınlık ölçümü Seviye ölçümünde geleneksel metodlardan lazere geçiş için 3 ana sebep vardır. 1. Konik şekil oluşturan materyallerin düzgün yüzeyli olmamasından kaynaklanan geri dönüş sinyallerinin dağınıklığı. Lazer ışınları dar bir açı ile materyale düştüğü için geri dönüş sinyali noktasal olarak ışınlar dağılmadan geri alınabilir ve doğru ölçüm yapılır. 2. Uzun ve dar silolarda materyal üzerine dalgaların geliş açısı arttığı için silo duvarlarına çarpan sinyaller ölçümde hata oluşturacaktır. Bu sebeple daha dar açıyla gelen lazerler bu gibi uygulamalarda öncelikli olarak önerilmektedir. 3. Lazer transmitterin programlanabilir özelliği sayesinde ölçüm yapıldığı sırada geçici olarak lazer transmitterin önünden geçen engeller anlaşılır ve çıkışa daha önceden silonun doldurulup boşaltılma hızına bağlı olarak bir parametre atanır ve bunu çıkışa uygular.