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(cè)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(cè)物體的距離成正比。電子單元檢測(cè)該時(shí)間,并根據(jù)已知的聲速計(jì)算出被測(cè)距離。通過(guò)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?xún)x表應(yīng)測(cè)量溫度,以修正聲速。
技術(shù)問(wèn)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(cè)量液體液位是佳的選擇,具有工作可靠、安裝簡(jiǎn)便、使用周期長(zhǎng)、免維護(hù)的特點(diǎn),并具有相對(duì)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
由于超聲波物位計(jì)在測(cè)物位時(shí),與被測(cè)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(cè)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(cè)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(mǎn)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(guò)監(jiān)測(cè)超聲波發(fā)送與反射的時(shí)間差來(lái)計(jì)算液位高度,從而達(dá)到液位測(cè)量目的。
它具有非接觸、安裝簡(jiǎn)單,靈活性高等的特點(diǎn),不過(guò)安裝環(huán)境要求監(jiān)測(cè)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(cè)、污水監(jiān)測(cè)、罐體液位監(jiān)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)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(cè)的物體表面,然后就反射回來(lái),這樣,反射回來(lái)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(shuō)大家還是不太明白,容易走進(jìn)盲區(qū)的問(wèn)題,其實(shí),這是很簡(jiǎn)單的,就是超聲波變送器就無(wú)法測(cè)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(cè)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)是基于回波測(cè)距的原理工作的。應(yīng)用回波測(cè)距法測(cè)量液位的原理,由超聲波探頭向液體和氣體的分界面發(fā)射超聲脈沖,經(jīng)過(guò)時(shí)間t后,便可按收到從液面反射回來(lái)的回波脈沖。若超聲波在液體中的傳播速度為v,則自超聲波探頭至液面的距離H可計(jì)算如下:h=1/2vt
超聲波在一定液體中的傳播速度v通常是已知的,因此只要測(cè)出超聲波在探頭與液面之間往返一次所需的時(shí)t,即可確定液位H。超聲波探頭通常是基于壓電效應(yīng)的原理工作的。由于壓電效應(yīng)具有可逆性,實(shí)際應(yīng)用的探頭往往既作為超聲波發(fā)射器又可作為超聲波接收器。超聲波探頭可以在發(fā)射兩個(gè)相鄰超聲脈沖的時(shí)間間隔內(nèi),接收從液面反射回來(lái)的回波脈沖。采用回波測(cè)距原理測(cè)量物位的關(guān)鍵在于聲速的準(zhǔn)確性。超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的密度有關(guān),而密度又是溫度和壓力的函數(shù),因此,當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),聲速也要發(fā)生變化,而且影響較大。因此為了超聲波液位計(jì)的測(cè)量精度,應(yīng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。超聲波液位計(jì)測(cè)量時(shí)與介質(zhì)不接觸,無(wú)可動(dòng)部件,傳播速度比較穩(wěn)定,對(duì)光線(xiàn)、介質(zhì)黏度、濕度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率不敏感,因此可以測(cè)量有毒、腐蝕性或高黏度等特殊場(chǎng)合的液位。超聲波液位計(jì)既可以連續(xù)測(cè)量和測(cè)量液位,也可以方便地提供遙測(cè)或遙控信號(hào),還能夠測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)或有傾斜晃動(dòng)的液體液位,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格昂貴。
超聲波液位計(jì)安裝于容器上部,在電子單元的控制下,探頭向被測(cè)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(cè)物體的距離成正比。電子單元檢測(cè)該時(shí)間,并根據(jù)已知的聲速計(jì)算出被測(cè)距離。用探頭到罐底的距離一探頭到液位的距離=實(shí)際液位或者物位高度,把液位高度轉(zhuǎn)換成4~20 mA電流信號(hào)、1~5 V電壓信號(hào)輸出;或者通過(guò)485通信,Han通信, 通信傳輸?shù)娇刂浦行摹S捎跍囟葘?duì)聲速具有較大的影響,所以?xún)x表應(yīng)測(cè)量環(huán)境溫度,以修正聲速。
超聲波液位計(jì)在系統(tǒng)運(yùn)用中,由超聲液位計(jì)測(cè)量液位的高度并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送到控制中心,控制中心檢測(cè)到儀表送來(lái)的液位信息,并根據(jù)液位的高度和實(shí)際需要來(lái)對(duì)加料或者減料進(jìn)行控制。
超聲波物位傳感器測(cè)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(cè)距的原理,從發(fā)射到接收時(shí)間間隔與轉(zhuǎn)換器到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。通過(guò)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(cè)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(cè)介質(zhì)表面被反射回來(lái),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(cè)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。
礦用超聲波液位計(jì)安裝注意事項(xiàng):
(1)超聲波液位計(jì)位置應(yīng)使其有一條垂直于液面的暢通的聲通道。
(2)超聲波液位計(jì)不應(yīng)與粗糙罐壁、橫梁和梯子等物相交。
(3)傳感器應(yīng)安裝在符合規(guī)定的溫度范圍并適合于其防護(hù)等級(jí)及構(gòu)成材料的區(qū)域內(nèi),前蓋應(yīng)能夠接近進(jìn)行編程、接線(xiàn)和觀察顯示值。
(4)傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離高壓或強(qiáng)電工作區(qū)、接觸器及可控硅控制驅(qū)動(dòng)器。
(5)傳感器安裝盲區(qū)大于25cm,要保持傳感器面與液位距離至少在25cm以上。
超聲波液位計(jì)特點(diǎn):
多脈沖低電壓多點(diǎn)發(fā)射發(fā)射電路,雙平衡抑制噪聲多點(diǎn)接收電路:提高儀器可靠性,解決不物位不平整測(cè)量不準(zhǔn)確的難題,并大大加強(qiáng)抗干擾能力,可在變電站發(fā)射塔附近穩(wěn)定工作。
自動(dòng)功率調(diào)整、增益控制、溫度補(bǔ)償。
的檢測(cè)技術(shù),豐富的軟件功能適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境。
采用新型的波形計(jì)算技術(shù),提高儀表的測(cè)量精度。
具有干擾回波的抑止功能測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)。
GUC8礦用超聲波液位計(jì)主要用于液位測(cè)量,現(xiàn)場(chǎng)顯示并產(chǎn)生信號(hào)傳給上位機(jī)或者綜合控制站,以達(dá)到及時(shí)準(zhǔn)確的判定和控制液位情況。分體式設(shè)計(jì),適用于封閉罐、敞口罐、池等各種安裝環(huán)境,方便安裝與調(diào)試。