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超聲波液位計的原理和使用須知
2020-12-16
超聲波液位計是一種非直接接觸式液位測量儀表。由于其不與塔、灌內(nèi)液體直接接觸，所以沒有液體侵蝕等情況，故障率低。同時，安裝儀表的時候，不需要清理塔、罐等，直接在外面選擇好位置安裝，不影響工業(yè)生產(chǎn)。超聲波液位計所具有的這些非接觸、干擾因素少、價格低廉、使用方便的特點，使其廣泛應用于石油、化工、農(nóng)田水利等領(lǐng)域的液位測量，在水處理和自控系統(tǒng)中應用尤其普遍。
一、超聲波液位計的原理
超聲波液位計的換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖。當遇到被測液位表面時，該聲波便被反射回來，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉(zhuǎn)換成電信號。從超聲波發(fā)射到被接收，其時間T與換能器（探頭）至被測液位的距離S成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關(guān)系可以用公式表示：S=C×T/2。
但是由于超聲波脈沖有一定的寬度，這使得在傳感器較近的小段區(qū)域內(nèi)反射波與發(fā)射波重迭，傳感器無法識別，也就不能測量其距離值。距離值無法測量的這一區(qū)域通常稱為測量盲區(qū)。一般來講，盲區(qū)的大小與超聲波液位計的型號有關(guān)。而超聲波液位計的最大測量范圍取決于空氣對超聲波的衰減以及脈沖從介質(zhì)表面反射的強度。
通過傳感器發(fā)射并接收超聲波可測得傳感器到液面的高度S，只要將傳感器到測量罐體底部的距離L輸入到變送器的矩陣內(nèi)，即可測得介質(zhì)的液位高度d=L-S。液位測量的精度可達毫米。使用時可將被測介質(zhì)液位的上、下限輸入到變送器矩陣內(nèi)，即可及時輸出上、下限報警。
二、超聲波液位計的使用須知
1．在安裝超聲波液位計時，應注意調(diào)節(jié)好超聲波傳感器距液面的高度，不宜過遠和過近。過近，進入探頭盲區(qū)，就無法分辨；過遠，探頭接收的信號太弱，也不利于準確測量。
2．確保探頭表面與被測液面保持垂直。同時，要確保超聲波液位計探頭所發(fā)射的超聲波波束所輻射的區(qū)域內(nèi)不得有障礙物，應避開罐內(nèi)人梯、限位開關(guān)、管道等。正常情況下，變送器的二極管會閃爍，接收到回波時，傳感器附近也能聽到噠噠聲。
3．超聲波的抗電磁干擾性能不強，易受附近的用電設備影響。所以超聲波液位計的信號線應使用獨立的穿線管，并遠離照明線和動力線。為保證信號屏蔽良好，穿線管應使用導電鋼管，屏蔽層采用單點接地，避免回路的電位差干擾儀表。
4．信號線尤其是接頭處受潮，也會造成信號紊亂，所以應保持信號線的干燥。當信號線須走纜溝時，應在纜溝支架上敷設信號線。
5．為防止信號線接觸不良，在信號線中間盡量不留接頭，如果接頭不可避免則應焊接，以減少隱患。同時，接線端子的壓接處不能有任何松動，不然接觸電阻將較大。
以上就是“超聲波液位計的原理和使用須知”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
一、超聲波液位計的原理
超聲波液位計的換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖。當遇到被測液位表面時，該聲波便被反射回來，部分反射回波被換能器（探頭）接收并轉(zhuǎn)換成電信號。從超聲波發(fā)射到被接收，其時間T與換能器（探頭）至被測液位的距離S成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時間T之間的關(guān)系可以用公式表示：S=C×T/2。
但是由于超聲波脈沖有一定的寬度，這使得在傳感器較近的小段區(qū)域內(nèi)反射波與發(fā)射波重迭，傳感器無法識別，也就不能測量其距離值。距離值無法測量的這一區(qū)域通常稱為測量盲區(qū)。一般來講，盲區(qū)的大小與超聲波液位計的型號有關(guān)。而超聲波液位計的最大測量范圍取決于空氣對超聲波的衰減以及脈沖從介質(zhì)表面反射的強度。
通過傳感器發(fā)射并接收超聲波可測得傳感器到液面的高度S，只要將傳感器到測量罐體底部的距離L輸入到變送器的矩陣內(nèi)，即可測得介質(zhì)的液位高度d=L-S。液位測量的精度可達毫米。使用時可將被測介質(zhì)液位的上、下限輸入到變送器矩陣內(nèi)，即可及時輸出上、下限報警。
二、超聲波液位計的使用須知
1．在安裝超聲波液位計時，應注意調(diào)節(jié)好超聲波傳感器距液面的高度，不宜過遠和過近。過近，進入探頭盲區(qū)，就無法分辨；過遠，探頭接收的信號太弱，也不利于準確測量。
2．確保探頭表面與被測液面保持垂直。同時，要確保超聲波液位計探頭所發(fā)射的超聲波波束所輻射的區(qū)域內(nèi)不得有障礙物，應避開罐內(nèi)人梯、限位開關(guān)、管道等。正常情況下，變送器的二極管會閃爍，接收到回波時，傳感器附近也能聽到噠噠聲。
3．超聲波的抗電磁干擾性能不強，易受附近的用電設備影響。所以超聲波液位計的信號線應使用獨立的穿線管，并遠離照明線和動力線。為保證信號屏蔽良好，穿線管應使用導電鋼管，屏蔽層采用單點接地，避免回路的電位差干擾儀表。
4．信號線尤其是接頭處受潮，也會造成信號紊亂，所以應保持信號線的干燥。當信號線須走纜溝時，應在纜溝支架上敷設信號線。
5．為防止信號線接觸不良，在信號線中間盡量不留接頭，如果接頭不可避免則應焊接，以減少隱患。同時，接線端子的壓接處不能有任何松動，不然接觸電阻將較大。
以上就是“超聲波液位計的原理和使用須知”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、物位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術(shù)有限公司市場部2020年12月16日發(fā)布）
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