超聲波液位計原理
超聲波物位計安裝于容器上部在電子單元的控制下,探頭向被測物體發射一束超聲波脈沖,聲波被物體表面反射,部分反射回波由探頭接收并轉換為電信號。從超聲波發射到被重新被接收,其時間與探頭至被測物體的距離成正比。電子單元檢測該時間,并根據已知的聲速計算出被測距離。通過減法運算就可得出物位值。由于溫度對聲速具有影響,所以儀表應測量溫度,以修正聲速。
技術問答
1.超聲波物位計適于什么樣的應用環境?
在常溫、常壓的情況下,選擇超聲波物位計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、免維護的特點,并具有相對的價格優勢。
由于超聲波物位計在測物位時,與被測介質不接觸,同時為全密閉防腐結構,因此對于粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測量,效果佳。
2.對于密閉容器內的揮發性的液體的液位測量,應注意那些事項?應注意兩點:
a容器內體聲速可能與空氣中的聲速不同,如液位計不能對聲速進行修正。則會出現一定的誤差;
揮發性的液體會在超聲波液位計探頭表面凝結 ,阻擋聲波的收發,要求液位計具有可變功率控制功能。
我公司產品能夠滿足以上要求,并有大的實踐應用。
3.超聲波物位計對固體料位的效果如何嗎?
使用超聲波物位計進行料位測量是可行的,有足夠的應用經驗和成功實例。
在對料位進行測量時,應選擇好安裝位置,選擇料面相對平整的位置;對于粉末狀的料位,可選擇功率(量程)更大的物位計進行測量,
4. 對于液面劇烈波動的液體,如何使用超聲波液位計進行液位測量?
有三種可行的辦法:
a選用具有自動功率控制功能的超聲波液位計
b選用更大量程的超聲波液位計
C在液體中加入塑料管,測量塑料管內液位
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,也就是通過監測超聲波發送與反射的時間差來計算液位高度,從而達到液位測量目的。
它具有非接觸、安裝簡單,靈活性高等的特點,不過安裝環境要求監測下方位置不能有障礙物阻擋信號。超聲波對液體的穿透本領很大,可以穿透液體,可用于水文監測、污水監測、罐體液位監測等應用場景。
我們的超聲波液位計在工作的時候,都是把高頻脈沖聲波由換能器發出,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,轉換成新號,這就是超聲波液位計的原理所在,也許這么說大家還是不太明白,容易走進盲區的問題,其實,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的量程時,留出40厘米的余量,安裝時,變送器探頭高出高液位40厘米左右。這樣才能對液位的準確監測及超聲波液位計的安全。這樣,在實際的效應當中才是明顯的。
在超聲波液位計的測量中,超聲波脈沖由傳感器(換能器)發出,經物體表面反射后,由同一傳感器(換能器)接收,并轉換成電信號。傳感器(傳感器)和被測液位之間的距離由超聲波發射和接收之間的時間來計算。
因此,超聲波液位計利用測量回波距離的原理,根據超聲波的發射和接收進行測量。
由于超聲波的發射和接收是一次往返,實際測量的距離值用公式表示:S=CT/2。其中s為測得的距離值,c為聲速,t為傳播時間。
超聲波在空氣中的傳播速度是固定的,池子的深度或水箱的高度也是固定的。實際液位是池子或罐體等容器的深度減去超聲波測量的距離,即液位或液位的高度。從而實現了液位的超聲波測量。
超聲波液位計是基于回波測距的原理工作的。應用回波測距法測量液位的原理,由超聲波探頭向液體和氣體的分界面發射超聲脈沖,經過時間t后,便可按收到從液面反射回來的回波脈沖。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,因此只要測出超聲波在探頭與液面之間往返一次所需的時t,即可確定液位H。超聲波探頭通常是基于壓電效應的原理工作的。由于壓電效應具有可逆性,實際應用的探頭往往既作為超聲波發射器又可作為超聲波接收器。超聲波探頭可以在發射兩個相鄰超聲脈沖的時間間隔內,接收從液面反射回來的回波脈沖。采用回波測距原理測量物位的關鍵在于聲速的準確性。超聲波在介質中的傳播速度與介質的密度有關,而密度又是溫度和壓力的函數,因此,當溫度發生變化時,聲速也要發生變化,而且影響較大。因此為了超聲波液位計的測量精度,應進行溫度補償。超聲波液位計測量時與介質不接觸,無可動部件,傳播速度比較穩定,對光線、介質黏度、濕度、介電常數、電導率、熱導率不敏感,因此可以測量有毒、腐蝕性或高黏度等特殊場合的液位。超聲波液位計既可以連續測量和測量液位,也可以方便地提供遙測或遙控信號,還能夠測量高速運動或有傾斜晃動的液體液位,但結構復雜,價格昂貴。
礦用超聲波液位計安裝注意事項:
(1)超聲波液位計位置應使其有一條垂直于液面的暢通的聲通道。
(2)超聲波液位計不應與粗糙罐壁、橫梁和梯子等物相交。
(3)傳感器應安裝在符合規定的溫度范圍并適合于其防護等級及構成材料的區域內,前蓋應能夠接近進行編程、接線和觀察顯示值。
(4)傳感器應遠離高壓或強電工作區、接觸器及可控硅控制驅動器。
(5)傳感器安裝盲區大于25cm,要保持傳感器面與液位距離至少在25cm以上。
超聲波液位計特點:
多脈沖低電壓多點發射發射電路,雙平衡抑制噪聲多點接收電路:提高儀器可靠性,解決不物位不平整測量不準確的難題,并大大加強抗干擾能力,可在變電站發射塔附近穩定工作。
自動功率調整、增益控制、溫度補償。
的檢測技術,豐富的軟件功能適應各種復雜環境。
采用新型的波形計算技術,提高儀表的測量精度。
具有干擾回波的抑止功能測量數據的真實。
GUC8礦用超聲波液位計主要用于液位測量,現場顯示并產生信號傳給上位機或者綜合控制站,以達到及時準確的判定和控制液位情況。分體式設計,適用于封閉罐、敞口罐、池等各種安裝環境,方便安裝與調試。
GUC8礦用本安型超聲波液位計,礦用本安型超聲波物位儀具有安裝方便、非接觸式測量的特點,不受到液體的粘度、透明度的影響。同時超聲波液位計因為是通過空氣來傳播的,他的測量精度受到環境溫度、環境濕度、介質溫度、介質壓力、風速等影響。根據超聲波的特點,實際比較適合對精度要求不高,工作環境不惡劣的場合。
液位測量技術經過不斷的發展,它的各種測量方法在工業生產中都有了自己的應用領域,并得到快速的進步。液位是油罐計量中的重要參數之一,因此需要對它進行準確的測定。油罐儲油計量是油料業務中的一項重要組成部分,其目的在于正確測得儲罐容積、內部存儲液體介質的質量、油品含水率等實時監測液位的高低、對液位上下限進行報警,連續監視作業過程并進行調節,使液位保持在所要求的高度。