超聲波液位計的工作原理是通過一個可以發射能量波(一般為脈沖信號)的裝置發射能量波,能量波遇到障礙物反射,由一個接收裝置接收反射信號。根據測量能量波運動過程的時間差來確定液(物)位變化情況。由電子裝置對微波信號進行處理,終轉化成與液位相關的電信號。
一次探頭向被測介質表面發射超聲波脈沖信號,超聲波在傳輸過程中遇到被測介質(障礙物)后反射,反射回來的超聲波信號通過電子模塊檢測。通過軟件加以處理,分析發射超聲波和回波的時間差,結合超聲波的傳播速度,可以計算出超聲波傳播的路程,進而可以反映出液位的情況。
超聲波液位計優點非常,主要體現在以下幾個方面:
1、結構簡單、讀數方便、非常便于安裝和維護。
2、安全清潔,儀表使用壽命長、測量穩定可靠、精度高。
3、采用非接觸式測量,不易受液體的粘度、密度等影響。
當然,所謂尺短寸長。超聲波液位計也有自身的局限性和無法克服的缺陷,具體說來,主要表現在:
1、超聲波液位計測量存在盲區。盲區就是儀表無法測量的區域。在超聲波脈沖傳輸過程中,超聲換能器附近的小面積區域通常不能接收到聲波。就收不到聲波的盲區,其大小與超聲波的測量距離有關。一般來講,測量距離小,盲區就小;測量距離大,則盲區就大; 2、超聲波液位計測量易受溫度影響。在實際測量中,溫度的變化會導致聲音速度的變化,進而導致測量出現誤差;
3、聲波下面不宜有障礙物。由于超聲波液位計是利用聲波反射原理實現液位測量的,如果有障礙物會影響超聲波發射,造成信號丟失,影響測量效果;
4、超聲波液位計不宜用來測量壓力容器。由于壓力主要影響的是探頭,且壓力和溫度之間也有一定的關系,壓力的變化會影響到溫度的變化,進而影響聲速的變化,使測量的精度受到影響;
5、超聲波液位計不能在有水霧、易產生大量泡沫性的介質、易揮發性介質的場合使用。因為這種工況容易吸收聲波或干擾聲波發射,而使信號丟失、精度下降。
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。
超聲波液位計是一種數字化的液位儀表,而且它是由微處理器來進行控制的。在測量過程中,超聲波脈沖從換能器發出,聲波在經過液體表面時會產生反射,反射后再被同一個傳感器進行接收,這樣通過壓電晶體在轉換成一種電信號。后,經過對聲波的發射和后的接收之間所需要的時間來進行計算傳感器到所測的液體表面的實際距離。他大的優點是可以測量任何介質,因為它是采用的非接觸性的測量手段,因此可以廣泛地使用在各類固、液體物料的測量之中。
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。
實現對油罐的自動計量,達到測量的及時性、準確性和性的目的,不僅能滿足平時的正常作業和應急保障,還可以減少工作人員的勞動強度,及時提供決策數據,提高油庫自動化信息管理水平。
超聲波物位傳感器測量精度高,運行穩定,而且具有溫度補償功能。利用超聲波反射測距的原理,從發射到接收時間間隔與轉換器到被測介質表面的距離成正比。通過數學公式即可算出介質的物位。該設備主要用于煤礦井下的液位測量。
本產品工作原理是由換能器(探頭)發出超聲波脈沖遇到被測介質表面被反射回來,反射回波被同一換能器接收,轉換成電信號。超聲波脈沖以聲波速度傳播,從發射到接收到超聲波脈沖所需要時間間隔與換能器到被測介質表面的距離成正比。此距離值 D 與聲速 C 和傳輸時間 T 之間的關系可以用公式表示:D=C×T/2。
由 D 即可算出介質的液位。
運輸、貯存
包裝后的液位計在避免雨雪直接淋襲的條件下,可適用于水陸、陸路及空運等各種運輸方式。
包裝后的液位計應能在溫度為-10℃~+40℃,相對濕度不大于 90%的環境條件中貯存 12 個月以上。
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。