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。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(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。
在對料位進(jìn)行測量時(shí),應(yīng)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(jì)進(jìn)行測量,
4. 對于液面劇烈波動(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。超聲波對液體的穿透本領(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,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)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。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。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、1~5 V電壓信號輸出;或者通過485通信,Han通信, 通信傳輸?shù)娇刂浦行摹S捎跍囟葘β曀倬哂休^大的影響,所以儀表應(yīng)測量環(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)測量液位的高度并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號送到控制中心,控制中心檢測到儀表送來的液位信息,并根據(jù)液位的高度和實(shí)際需要來對加料或者減料進(jìn)行控制。
由于超聲波液位計(jì)在大多數(shù)工況下應(yīng)用于液體的液位測量,因此也被稱作超聲波液位計(jì),它不僅能和連續(xù)測位,而且能方便地提供遙測或遙控所需的信號。與放射性測位技術(shù)相比,超聲技術(shù)不需要防護(hù)措施;與激光測距技術(shù)相比,它又顯得操作更簡易,價(jià)格也更實(shí)惠。除此之外,超聲技術(shù)一般不需要運(yùn)動(dòng)部件,因此,在安裝和維護(hù)上又相對來說十分方便。
超聲波液位計(jì)可用于測量各種露天槽罐、池罐的液位,適用于排水系統(tǒng)、水庫、河流、湖泊、海水的測量,尤其適合污水或者腐蝕性場合。因?yàn)榇蟛糠治鬯畮в懈g性液體及強(qiáng)腐蝕易揮發(fā)氣體,若采用音叉液位開關(guān)這種接觸式的測量儀表,則長時(shí)間與污水接觸,如此一來,音叉探頭便極易被腐蝕,從而影響儀表正常工作。而超聲波液位計(jì)采用非接觸測量技術(shù),可以很好地避免此問題,又由于它的精度較高,維修方便,因此在業(yè)內(nèi)非常受用戶歡迎。
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。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℃,相對濕度不大于 90%的環(huán)境條件中貯存 12 個(gè)月以上。
超聲波液位傳感器一般安裝在水箱頂部,應(yīng)用案例(家用蓄水池、水井、水槽、工業(yè)設(shè)備等)。
超聲波是一種振動(dòng)頻率聲波的機(jī)械波,由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段,產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習(xí)慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。
超聲波液位變送器可廣泛用于各種常壓儲(chǔ)罐、工藝罐、小罐和小型容器、泵提升站、廢水儲(chǔ)罐等;由于其設(shè)計(jì)的靈活性,超聲波液位變送器也可應(yīng)用于集成系統(tǒng)或替代浮球開關(guān)、電導(dǎo)開關(guān)和靜壓傳感器,在流體控制和化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用中也能見到它的身影。