US1200, US3200, US4200 ultrazvukové hladinoměry
Měření výšky hladiny a teploty vzduchu
Měřící rozsahy hladinoměrů od 0,15 m - 1,2 m (US1200) až po 0,35 m - 4,2 m (US4200)
Číslicový filtr měřených hodnot výšky hladiny zpřesňuje měření
Automatická teplotní kompenzace a rozlišení 1 mm pro všechny typy ultrazvukových hladinoměrů
Nízká proudová spotřeba do 20 mA a první měření do 2 sec od zapnutí napájení (hladinoměry vhodné pro bateriově napájené systémy)
Výstupní rozhranní RS485 a DCL kompatibilní se vstupy záznamových jednotek M4016, STELA, H1 a H3 (protokoly FINET a Modbus RTU)
Vysoké krytí IP67
Robustní nerezové pouzdro
Stavitelný kříž ve dvou na sebe kolmých směrech pro svislé uchycení hladinoměru nad měřenou hladinu
Variantně lze hladinoměry dodat v provedení s radiačním krytem pro snížení vlivu teplotních změn na přesnost měření (../RK)
Základní popis
Ultrazvukové hladinoměry typu US1200, US3200 a US4200 jsou založeny na principu měření časové prodlevy mezi vyslaným a přijatým odraženým ultrazvukovým impulsem.
Protože je rychlost šíření zvuku teplotně závislá, provádí se uvnitř snímače ještě automatická teplotní korekce, která tuto chybu měření eliminuje.
Hladinoměry se dodávají ve třech rozsazích podle požadované měřené vzdálenosti od 1,2m (US1200) do 4,2m (US4200). Vedle této maximální vzdálenosti měřené překážky od hladinoměru (výška hladinoměru nad minimální hladinou) je u každého ultrazvukového hladinoměru důležité i tzv. mrtvé pásmo, které určuje minimální vzdálenost hladinoměru od překážky (výška hladinoměru nad maximální hladinou). Ultrazvukové hladinoměry US1200 se vyznačují hodnotou tohoto parametru pouhých 15 cm.
Číslicový přenos dat z hladinoměru do připojeného záznamového zařízení umožňuje předávat více informací po jednom vedení a proto každý hladinoměr kromě hlavní měřené veličiny (výška hladiny) může vysílat ještě vedlejší veličinu a tou je u snímačů typu USX200 teplota vzduchu. Přenos změřených hodnot z hladinoměru do připojené záznamové jednotky probíhá přes sériové rozhraní RS485 v jednom kabelu spolu s napájením 10 V až 24 V DC (typ 12V DC).
Použití ultrazvukových hladinoměrů
Hladinoměry jsou vhodné pro bezkontaktní měření výšky hladiny v otevřených měrných profilech a vodních tocích nebo pro měření výšky hladiny a objemu v jímkách a v nádržích. Upravená verze hladinoměru US4200/RK je vhodná i pro měření výšky sněhové pokrývky.
Je-li známa funkční nebo tabulková závislost mezi výškou hladiny a okamžitým průtokem (konzumční rovnice), je možné pomocí připojené záznamové jednotky typu H1, H3, H7, M4016 nebo STELA také průběžně počítat okamžitý průtok i celkový proteklý objem. Typickým příkladem použití jsou průtokoměry na odtoku z čistíren odpadních vod nebo limnigrafické (hladinoměrné) stanice na řekách.
Mechanické provedení hladinoměrů
Ultrazvukové hladinoměry se často používají v klimaticky nepříznivých podmínkách kanalizačních šachet a jímek, kde je trvale vlhké prostředí. Plášť hladinoměru je proto zhotoveno z nerezové oceli o průměru 50 mm a délce 110 mm a vlastní ultrazvukový snímač i řídící a vyhodnocovací elektronika jsou uvnitř hladinoměru hermeticky zality. Toto mechanické provedení vylučuje průnik vody a vzdušné vlhkosti do těla hladinoměru.
Nerezový návarek na válcovém těle hladinoměru slouží jako úchyt pro nastavitelný křížový držák, s jehož pomocí lze hladinoměr pomocí libely nastavit do svislé polohy nad měřenou vodní hladinu.
Hladinoměr se dodává s pevně vyvedeným PUR kabelem, který slouží pro napájení hladinoměru i pro přenos změřených dat z hladinoměru do připojeného nadřazeného systému. Standardní délka kabelu je 2 m (při objednávce hladinoměru lze objednat i jiné délky kabelu).
Radiační kryt
Pro přesná měření výšky hladiny ve venkovním prostředí nechráněném před sálavými účinky slunečního záření jsou určeny hladinoměry s označením US1200/RK až US4200/RK. Tělo hladinoměru je opatřeno robustním plastovým lamelovým radiačním krytem, který snižuje chybu měření způsobenou rozdílnou teplotou sluncem ozářeného snímače a teplotou vzduchu pod hladinoměrem.
Hladinoměry tohoto typu jsou vhodné například pro monitorování malých říčních toků nebo výšky sněhové pokrývky.
Komunikační rozhraní hladinoměrů US1X00
Hladinoměry s připojenou záznamovou jednotkou komunikují po sériovém rozhraní RS485, které dovoluje připojit k jedné jednotce i více hladinoměrů, mají-li nastaveny rozdílné adresy komunikačního protokolu. Vedle toho kabel hladinoměru obsahuje ještě výstupní signálový vodič DCL (Digital Current Loop), přes který lze tyto hladinoměry připojit k DAV vstupům jednotek Q2, H3, H7 nebo M4016. Proudový signál DCL je odolný proti okolnímu rušení a lze jej proto s výhodou použít u rozsáhlejších systému měření (čistírny odpadních vod).
U přenosných zařízení se často ultrazvukové hladinoměry připojují k záznamové jednotce pomocí rozebíratelného konektoru s vysokým krytím IP67.
Držáky pro ultrazvukové hladinoměry
Pro uchycení ultrazvukových hladinoměrů nad sledovanou hladinu slouží řada různých nerezových držáků. Součástí každého držáku je i nastavovací mechanismus, s jehož pomocí lze hladinoměr uchytit do svislého směru tak, aby se od měřené hladiny odražený ultrazvukový signál vracel zpět ke snímači (variabilita ve dvou na sebe kolmých směrech).
Pro velmi časté měření hladiny (a následně i průtoku) v Parshallově žlabu jsou určeny držáky typu DUP1 až DUP9, které jsou velikostně odstupňované pro Parshallovy žlaby P1 až P9.
Pro měření nad Thomsonovým měrným přelivem nebo hladin v jímkách a nádržích jsou určeny konzolové držáku DU1-10 až DU1-100. Číslo držáku vyjadřuje délku vyložení snímače od stěny.
Držáky DU8-40 (-60, -100) jsou rovněž výložníkové držáky. Jsou však doplněny o kovový radiační kryt, který chrání použitý ultrazvukový hladinoměr nejen před sálavým slunečním zářením ale slouží také jako mechanická ochrana snímače před vandalismem.
| Parametr | Hodnota |
| Měřící rozsah snímače US1200 (/RK) | 0,15 m až 1,2 m |
| Měřící rozsah snímače US3200 (/RK) | 0,25 m až 3,0 m |
| Měřící rozsah snímače US4200 (/RK) | 0,35 m až 4,2 m |
| Přesnost měření | <0,2 % z rozsahu ±1 mm |
| Rozlišení | 1 mm |
| Výstup dat | RS485 - protokoly FINET nebo Modbus RTU, digitální proudová smyčka DCL - 1200 Bd, 0/20 mA |
| Komunikační adresa (default) | 5 |
| Měřící kanály | K1 - hladina [mm], K2 - teplota vzduchu [°C] |
| Napájecí napětí | 10 až 24 V DC, proudový odběr max. 20 mA |
| Pracovní teplotní rozsah | -20 až +60 °C |
| Krytí | IP67 |
| Materiál pouzdra | nerezová ocel |
| Rozměry | průměr 50 mm, délka 110 mm |
| Hmotnost | 750 g (včetně 2m PUR kabelu) |
