超聲波液位計(jì)原理
超聲波物位計(jì)安裝于容器上部在電子單元的控制下,探頭向被測物體發(fā)射一束超聲波脈沖,聲波被物體表面反射,部分反射回波由探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。從超聲波發(fā)射到被重新被接收,其時(shí)間與探頭至被測物體的距離成正比。電子單元檢測該時(shí)間,并根據(jù)已知的聲速計(jì)算出被測距離。通過減法運(yùn)算就可得出物位值。由于溫度對(duì)聲速具有影響,所以儀表應(yīng)測量溫度,以修正聲速。
技術(shù)問答
1.超聲波物位計(jì)適于什么樣的應(yīng)用環(huán)境?
在常溫、常壓的情況下,選擇超聲波物位計(jì)測量液體液位是佳的選擇,具有工作可靠、安裝簡便、使用周期長、免維護(hù)的特點(diǎn),并具有相對(duì)的價(jià)格優(yōu)勢。
由于超聲波物位計(jì)在測物位時(shí),與被測介質(zhì)不接觸,同時(shí)為全密閉防腐結(jié)構(gòu),因此對(duì)于粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測量,效果佳。
2.對(duì)于密閉容器內(nèi)的揮發(fā)性的液體的液位測量,應(yīng)注意那些事項(xiàng)?應(yīng)注意兩點(diǎn):
a容器內(nèi)體聲速可能與空氣中的聲速不同,如液位計(jì)不能對(duì)聲速進(jìn)行修正。則會(huì)出現(xiàn)一定的誤差;
揮發(fā)性的液體會(huì)在超聲波液位計(jì)探頭表面凝結(jié) ,阻擋聲波的收發(fā),要求液位計(jì)具有可變功率控制功能。
我公司產(chǎn)品能夠滿足以上要求,并有大的實(shí)踐應(yīng)用。
3.超聲波物位計(jì)對(duì)固體料位的效果如何嗎?
使用超聲波物位計(jì)進(jìn)行料位測量是可行的,有足夠的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和成功實(shí)例。
在對(duì)料位進(jìn)行測量時(shí),應(yīng)選擇好安裝位置,選擇料面相對(duì)平整的位置;對(duì)于粉末狀的料位,可選擇功率(量程)更大的物位計(jì)進(jìn)行測量,
4. 對(duì)于液面劇烈波動(dòng)的液體,如何使用超聲波液位計(jì)進(jìn)行液位測量?
有三種可行的辦法:
a選用具有自動(dòng)功率控制功能的超聲波液位計(jì)
b選用更大量程的超聲波液位計(jì)
C在液體中加入塑料管,測量塑料管內(nèi)液位
超聲波液位傳感器是一種非接觸式傳感器,使用的是超聲波反射原理,也就是通過監(jiān)測超聲波發(fā)送與反射的時(shí)間差來計(jì)算液位高度,從而達(dá)到液位測量目的。
它具有非接觸、安裝簡單,靈活性高等的特點(diǎn),不過安裝環(huán)境要求監(jiān)測下方位置不能有障礙物阻擋信號(hào)。超聲波對(duì)液體的穿透本領(lǐng)很大,可以穿透液體,可用于水文監(jiān)測、污水監(jiān)測、罐體液位監(jiān)測等應(yīng)用場景。
我們的超聲波液位計(jì)在工作的時(shí)候,都是把高頻脈沖聲波由換能器發(fā)出,并且是越到被檢測的物體表面,然后就反射回來,這樣,反射回來的反射波被換能器接收,轉(zhuǎn)換成新號(hào),這就是超聲波液位計(jì)的原理所在,也許這么說大家還是不太明白,容易走進(jìn)盲區(qū)的問題,其實(shí),這是很簡單的,就是超聲波變送器就無法測量液位了,所以在確定超聲波液位計(jì)的量程時(shí),留出40厘米的余量,安裝時(shí),變送器探頭高出高液位40厘米左右。這樣才能對(duì)液位的準(zhǔn)確監(jiān)測及超聲波液位計(jì)的安全。這樣,在實(shí)際的效應(yīng)當(dāng)中才是明顯的。
超聲波液位計(jì)的工作原理是通過一個(gè)可以發(fā)射能量波(一般為脈沖信號(hào))的裝置發(fā)射能量波,能量波遇到障礙物反射,由一個(gè)接收裝置接收反射信號(hào)。根據(jù)測量能量波運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間差來確定液(物)位變化情況。由電子裝置對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行處理,終轉(zhuǎn)化成與液位相關(guān)的電信號(hào)。
一次探頭向被測介質(zhì)表面發(fā)射超聲波脈沖信號(hào),超聲波在傳輸過程中遇到被測介質(zhì)(障礙物)后反射,反射回來的超聲波信號(hào)通過電子模塊檢測。通過軟件加以處理,分析發(fā)射超聲波和回波的時(shí)間差,結(jié)合超聲波的傳播速度,可以計(jì)算出超聲波傳播的路程,進(jìn)而可以反映出液位的情況。
超聲波液位計(jì)優(yōu)點(diǎn)非常,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、結(jié)構(gòu)簡單、讀數(shù)方便、非常便于安裝和維護(hù)。
2、安全清潔,儀表使用壽命長、測量穩(wěn)定可靠、精度高。
3、采用非接觸式測量,不易受液體的粘度、密度等影響。
當(dāng)然,所謂尺短寸長。超聲波液位計(jì)也有自身的局限性和無法克服的缺陷,具體說來,主要表現(xiàn)在:
1、超聲波液位計(jì)測量存在盲區(qū)。盲區(qū)就是儀表無法測量的區(qū)域。在超聲波脈沖傳輸過程中,超聲換能器附近的小面積區(qū)域通常不能接收到聲波。就收不到聲波的盲區(qū),其大小與超聲波的測量距離有關(guān)。一般來講,測量距離小,盲區(qū)就?。粶y量距離大,則盲區(qū)就大; 2、超聲波液位計(jì)測量易受溫度影響。在實(shí)際測量中,溫度的變化會(huì)導(dǎo)致聲音速度的變化,進(jìn)而導(dǎo)致測量出現(xiàn)誤差;
3、聲波下面不宜有障礙物。由于超聲波液位計(jì)是利用聲波反射原理實(shí)現(xiàn)液位測量的,如果有障礙物會(huì)影響超聲波發(fā)射,造成信號(hào)丟失,影響測量效果;
4、超聲波液位計(jì)不宜用來測量壓力容器。由于壓力主要影響的是探頭,且壓力和溫度之間也有一定的關(guān)系,壓力的變化會(huì)影響到溫度的變化,進(jìn)而影響聲速的變化,使測量的精度受到影響;
5、超聲波液位計(jì)不能在有水霧、易產(chǎn)生大量泡沫性的介質(zhì)、易揮發(fā)性介質(zhì)的場合使用。因?yàn)檫@種工況容易吸收聲波或干擾聲波發(fā)射,而使信號(hào)丟失、精度下降。
分體式適用于以下情況:
1、罐子、料倉等需要人工登高觀察的設(shè)備上;超聲波液位計(jì)的傳感器放在罐子的頂上,主機(jī)放在罐子下面,便于人工觀察。
2、雖然不需要人工登高,但是測量點(diǎn)不適合人工過去,或者有危險(xiǎn)的場合。
1、超聲波液位計(jì)怎么用其中精度高,盲區(qū)小。壓力對(duì)超聲波液位計(jì)的影響主要是影響其探頭,不會(huì)影響其聲速變化。是我公司國內(nèi)個(gè)盲區(qū)小于0.06m,精度可達(dá)到正負(fù)1mm的超聲波測距產(chǎn)品。
2、超聲波液位計(jì)探頭發(fā)出超聲波,然后被液位反射,探頭再次接收。超聲波液位計(jì)是一種利用超聲波原理來測量液位的液位計(jì)。安裝超聲波液位計(jì)時(shí),不要讓其物料進(jìn)入盲區(qū)。
3、超聲波液位計(jì)主要用于水處理、污水處理、泵房、儲(chǔ)液罐、化學(xué)品儲(chǔ)罐等。
超聲波物位傳感器測量精度高,運(yùn)行穩(wěn)定,而且具有溫度補(bǔ)償功能。利用超聲波反射測距的原理,從發(fā)射到接收時(shí)間間隔與轉(zhuǎn)換器到被測介質(zhì)表面的距離成正比。通過數(shù)學(xué)公式即可算出介質(zhì)的物位。該設(shè)備主要用于煤礦井下的液位測量。
本產(chǎn)品工作原理是由換能器(探頭)發(fā)出超聲波脈沖遇到被測介質(zhì)表面被反射回來,反射回波被同一換能器接收,轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波脈沖以聲波速度傳播,從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需要時(shí)間間隔與換能器到被測介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值 D 與聲速 C 和傳輸時(shí)間 T 之間的關(guān)系可以用公式表示:D=C×T/2。
由 D 即可算出介質(zhì)的液位。
運(yùn)輸、貯存
包裝后的液位計(jì)在避免雨雪直接淋襲的條件下,可適用于水陸、陸路及空運(yùn)等各種運(yùn)輸方式。
包裝后的液位計(jì)應(yīng)能在溫度為-10℃~+40℃,相對(duì)濕度不大于 90%的環(huán)境條件中貯存 12 個(gè)月以上。