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超聲波液位計(jì)測(cè)量的工作原理、產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用
超聲波液位計(jì)是一系列非接觸,高可靠、低價(jià)格、免維護(hù)的物位儀,它*解決了由壓力變送器、電容式浮子式等測(cè)量方式帶來(lái)的纏繞、泄露、接觸介質(zhì)、昂貴的維護(hù)等麻煩,目前,要求對(duì)于液位和物位進(jìn)行無(wú)接觸式測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)越來(lái)越多,由于超聲波液位計(jì)不必接觸工業(yè)介質(zhì)就能夠滿(mǎn)足大多數(shù)密閉或者敞開(kāi)容器里的物位測(cè)量要求,并且目前的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到超聲波系列的物位測(cè)量?jī)x器可以測(cè)量幾厘米到幾十厘米的范圍,而且在惡劣條件下也表現(xiàn)出了非凡的能力,因些在許多對(duì)于安裝環(huán)境復(fù)雜的情況下,超聲波液位計(jì)成為了重要的選用類(lèi)型。關(guān)于超聲波液位計(jì)我們需要了解的東西很多,下面向大家介紹一下超聲波液位計(jì)原理、特點(diǎn)、應(yīng)用的缺陷和不足、適應(yīng)場(chǎng)合注意事項(xiàng)、使用的環(huán)境條件、選擇方法、故障及解決方法。
超聲波液位計(jì)原理
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。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。
超聲波液位計(jì)的特點(diǎn)
1、高質(zhì)量零件:電路設(shè)計(jì)從電源部分起就選用高質(zhì)量的電源模塊,元器件選擇進(jìn)口穩(wěn)定可靠的器件,*可以替代同類(lèi)型國(guó)外進(jìn)口儀表。
2、超高精度:我公司擁有的聲波智能器,使儀表的精度大大提高,液位精度達(dá)到±0.25%,能夠抗種干擾波。
3、專(zhuān)業(yè)的聲波智能技術(shù):的聲波智能技術(shù)軟件可進(jìn)行智能化回波分析,無(wú)需任何調(diào)試及其它的特殊步驟,此技術(shù)具有動(dòng)態(tài)思維、動(dòng)態(tài)分析的功能。
4、適應(yīng)安全穩(wěn)定:超聲波液位計(jì)是一種非接觸儀表,不跟液體直接接觸,因此故障率低。
超聲波液位計(jì)應(yīng)用的缺陷和不足
1、超聲波本質(zhì)是一種機(jī)械波,傳播需要介質(zhì),那么超聲波液位計(jì)大的應(yīng)用缺陷是不能用于真空環(huán)境和傳播介質(zhì)變化(如強(qiáng)揮發(fā)性)的環(huán)境;
2、超聲波液位計(jì)的換能器由壓電陶瓷和塑性外殼灌封而成,其不能應(yīng)用于高溫高壓環(huán)境,一般超聲波液位計(jì)的大耐受溫度為80℃;
3、超聲波是一種機(jī)械波,在傳播的過(guò)程中會(huì)存在衰減,考慮到精度和量程的矛盾性,超聲波液位計(jì)實(shí)際應(yīng)用中量程范圍較小,精度稍差,所以其不能用于大量程和高精度的場(chǎng)合;
4、超聲波液位計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中測(cè)量的時(shí)間量,結(jié)合聲速,可以得出距離值(時(shí)間×聲速=距離),而聲速隨著介質(zhì)和溫度變化,所以超聲波液位計(jì)也不能應(yīng)用于溫度頻繁變化的場(chǎng)合。
超聲波液位計(jì)適應(yīng)場(chǎng)合注意事項(xiàng)
1、平面狀態(tài):比如液體、移動(dòng)平面可以是鋼板、塑料、紙制品、木制品、玻璃制品等等;在安裝垂直度好的情況下,發(fā)射效率高,即收到的回波數(shù)量多,應(yīng)用廣。
2、固定形狀:比如圓柱狀的罐、瓶、人體、運(yùn)功的小車(chē)等等,反射效率其次,所以對(duì)安裝要求比較高,應(yīng)用較多。
3、顆?;蛘邏K狀的物體:比如礦物、粒子或塊狀的煤碳、焦炭、塑料粒子等等,由于有漫反射的存在,所以收到的回波少,故回波效率低,安裝要求高。
4、由于以下物質(zhì)的揮發(fā)氣體或揚(yáng)塵的吸聲能力特強(qiáng),所以一般情況下不可以應(yīng)用。比如:發(fā)煙硫酸、-9- 硝酸、儲(chǔ)存罐中的水泥、石灰、液體表面有大量的泡沫等等;又比如:到達(dá)換能器探頭的溫度在60℃以上或儲(chǔ)存罐的壓力≥0.4Mpa時(shí)不可以應(yīng)用(如果應(yīng)用在帶溫帶壓的儲(chǔ)存罐,訂貨時(shí)必須說(shuō)明)。
5、如果您將本儀表應(yīng)用在比如:鹽酸、不發(fā)煙硫酸及其他腐蝕性很強(qiáng)的液位的測(cè)量,請(qǐng)您選用防腐型液位計(jì)。
超聲波液位計(jì)使用的環(huán)境條件
1、介質(zhì)壓力:聲波在真空下是無(wú)法傳播的,但在微真空狀態(tài)下可以傳播,但我們建議不要在任何真空環(huán)境中應(yīng)用,即微真空狀態(tài),因?yàn)榭赡茉斐沙暡üぷ鞑徽;蛘哒`差變大。
2、介質(zhì)濕度:在干燥或者飽和濕度的空氣中,聲速大將會(huì)變化2%,水蒸氣中空氣含有多種氣體影響超聲波發(fā)射速度。
3、空間:在聲波下面有障礙或者有管路,影響超聲波發(fā)射,造成信號(hào)丟失。
4、泡沫:被測(cè)介質(zhì)所產(chǎn)生的大量泡沫容易吸收聲波或者干擾聲波發(fā)射。
5、氣流:在風(fēng)速小于50Km/h時(shí)候,基本可以忽略,在風(fēng)速大于50Km/h時(shí)將對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。
超聲波液位計(jì)的選擇方法
1、管徑大小
如測(cè)量的管徑底于DN15mm以下,選擇進(jìn)口超聲波液位計(jì),目前國(guó)產(chǎn)超聲波液位計(jì)對(duì)于小管徑測(cè)量,達(dá)不到技術(shù)要求。
2、介質(zhì)溫度
當(dāng)測(cè)量的介質(zhì)為常溫時(shí),可選擇國(guó)產(chǎn)超聲波液位計(jì),溫度在120度到200度時(shí),也應(yīng)選擇進(jìn)口超聲波液位計(jì)。
3、精度要求
如用戶(hù)對(duì)精度要求高時(shí),側(cè)應(yīng)進(jìn)口超聲波液位計(jì)。
4、氣體超聲波液位計(jì)
如用戶(hù)測(cè)量的介質(zhì)為氣體或含有少量的水時(shí),側(cè)需選擇氣體兩用的超聲波液位計(jì)具體可以咨詢(xún)我公司的技術(shù)人員。
5、固定式或手持式超聲波液位計(jì)
如果有足夠的安裝空間,和外接電源,固定式超聲波液位計(jì)比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,而手持式超聲波液位計(jì)便于巡檢、攜帶。
超聲波液位計(jì)的故障及解決方法
一、進(jìn)入盲區(qū):
1、故障現(xiàn)象:出現(xiàn)滿(mǎn)量程或者任意數(shù)據(jù);
2、原因:超聲波液位計(jì)都有盲區(qū),一般5米以?xún)?nèi)量程,盲區(qū)是0.3-0.4米,10米以?xún)?nèi)量程是0.4-0.5米,進(jìn)入盲區(qū)后,超聲波會(huì)出現(xiàn)任意的數(shù)值,不能正常工作。
3、解決方法:安裝的時(shí)候就要考慮盲區(qū)的高度,安裝好之后探頭離高水位之間的距離必須大于盲區(qū)。以上原因可能導(dǎo)致超聲波液位計(jì)的不正常工作,所以在購(gòu)買(mǎi)超聲波液位計(jì)的時(shí)候,一定要把現(xiàn)場(chǎng)的工況和有經(jīng)驗(yàn)的客服說(shuō),好幫你選型,建議您怎么安裝,保證超聲波液位計(jì)正常工作。
二、現(xiàn)場(chǎng)容器里面有攪拌,液體波動(dòng)比較大,影響超聲波液位計(jì)的測(cè)量:
1、故障現(xiàn)象:無(wú)信號(hào)或者數(shù)據(jù)波動(dòng)厲害;
2、原因:超聲波液位計(jì)說(shuō)的測(cè)量幾米距離,都是指平靜的水面,比如5米量程的超聲波液位計(jì),一般是指測(cè)量平靜的水面大距離是5米,實(shí)際出廠(chǎng)會(huì)做到6米,遇到容器里面有攪拌的情況下,水面不是平靜的,反射信號(hào)會(huì)減弱到正常信號(hào)的一半以下;
3、解決方法:選用更大量程的超聲波液位計(jì),如果實(shí)際量程是5米,那就要用10米或者15米的超聲波液位計(jì)來(lái)測(cè)量,如果不換超聲波液位計(jì),而且罐子內(nèi)液體無(wú)粘性,還可以安裝導(dǎo)波管,把超聲波液位計(jì)探頭放在導(dǎo)波管內(nèi)測(cè)量液位計(jì)高度,因?yàn)閷?dǎo)波管內(nèi)的液面基本是平穩(wěn)的,建議把二線(xiàn)制超聲波液位計(jì)改為四線(xiàn)制的。
三、液體表面有泡沫:
1、故障現(xiàn)象:超聲波液位計(jì)一直在搜索,或者顯示“丟波”狀態(tài);
2、原因:泡沫會(huì)明顯吸收超聲波,導(dǎo)致回波信號(hào)非常弱,因此當(dāng)液體表面40-50%以上面積覆蓋了泡沫,超聲波液位計(jì)發(fā)射的信號(hào)就被會(huì)吸收絕大部分,造成液位計(jì)接收不到反射的信號(hào),這個(gè)跟泡沫的厚度沒(méi)有太大關(guān)系,主要跟泡沫的覆蓋面積有關(guān);
3、解決方法:安裝導(dǎo)波管,把超聲波液位計(jì)探頭放在導(dǎo)波管內(nèi)測(cè)量液位計(jì)高度,因?yàn)閷?dǎo)波管內(nèi)的泡沫會(huì)減少很多,更換為雷達(dá)液位計(jì)來(lái)測(cè)量,雷達(dá)液位計(jì)對(duì)5厘米以?xún)?nèi)的泡沫都可以穿透。
四、現(xiàn)場(chǎng)有電磁干擾:
1、故障現(xiàn)象:超聲波液位計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)規(guī)律跳動(dòng),或者干脆顯示無(wú)信號(hào);
2、原因:工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有很多電動(dòng)機(jī)、變頻器還有電焊都會(huì)對(duì)超聲波液位計(jì)測(cè)量造成影響,電磁干擾會(huì)超過(guò)探頭接收到的回波信號(hào);
3、解決方法:超聲波液位計(jì)必須可靠接地,接地后,電路板上的一些干擾,會(huì)通過(guò)地線(xiàn)跑掉,而且這個(gè)接地是要單獨(dú)接地,不能跟其他設(shè)備共用一個(gè)地,電源不能跟變頻器、電動(dòng)機(jī)同一個(gè)電源,也不能從動(dòng)力系統(tǒng)電源上直接引電,安裝地點(diǎn)要遠(yuǎn)離變頻器、變頻電動(dòng)機(jī)、大功率電動(dòng)設(shè)備,如果不能遠(yuǎn)離,就要在液位計(jì)外面裝金屬的儀表箱來(lái)隔絕屏蔽,這個(gè)儀表箱也要接地。
五、現(xiàn)場(chǎng)水池或者罐子內(nèi)溫度高,影響超聲波液位計(jì)測(cè)量:
1、故障現(xiàn)象:水面離探頭近的時(shí)候可以測(cè)量到,水面離探頭遠(yuǎn)就測(cè)量不到,水溫低的時(shí)候超聲波液位計(jì)測(cè)量都正常,水溫高了超聲波液位計(jì)就測(cè)量不到;
2、原因:液體介質(zhì)在30-40℃以下一般不會(huì)產(chǎn)生蒸汽和霧氣,超過(guò)這個(gè)溫度容易產(chǎn)生蒸汽或霧氣,超聲波液位計(jì)發(fā)射的超聲波在發(fā)射過(guò)程中穿過(guò)蒸汽會(huì)衰減一次,從液面反射回來(lái)的時(shí)候又要衰減一次,造成后回到探頭的超聲波信號(hào)很弱,所以測(cè)量不到,而且在這種環(huán)境下,超聲波液位計(jì)探頭容易結(jié)水珠,水珠會(huì)阻礙超聲波的發(fā)射和接收;
3、解決方法:要把量程加大,實(shí)際罐子高度是3米,要選擇6米-9米的超聲波液位計(jì),可以減少或削弱蒸汽或者霧氣對(duì)測(cè)量的影響,探頭要用聚四氟乙烯或者PVDF做,做成物理密封型的,這樣的探頭發(fā)射面上不容易凝結(jié)水珠,其他材質(zhì)的發(fā)射面,水珠都比較容易凝結(jié)。
上面內(nèi)容即是向大家介紹的超聲波液位計(jì)原理、特點(diǎn)、應(yīng)用的缺陷和不足、適應(yīng)場(chǎng)合注意事項(xiàng)、使用的環(huán)境條件、選擇方法、故障及解決方法。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)深入調(diào)整,全國(guó)能源會(huì)議報(bào)告為我國(guó)的儀器相關(guān)行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇,國(guó)內(nèi)超聲波液位計(jì)行業(yè)呈現(xiàn)出新的變化,雖然我國(guó)超聲波液位計(jì)行業(yè)已經(jīng)取得了飛速發(fā)展,但是在自動(dòng)化控制系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)儀表和關(guān)鍵精密測(cè)試儀器等領(lǐng)域,我們與水平還存在較大差距,中儀器主要依賴(lài)進(jìn)口的形勢(shì)仍未改變,因此,未來(lái)我國(guó)超聲波液位計(jì)行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是:達(dá)到、趕超、世界水平。