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(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換為電信號。從超聲波發(fā)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(huán)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(yōu)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(fā)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(fā)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(fā),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
超聲波液位計優(yōu)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(wěn)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(qū)。盲區(qū)就是儀表無法測量的區(qū)域。在超聲波脈沖傳輸過程中,超聲換能器附近的小面積區(qū)域通常不能接收到聲波。就收不到聲波的盲區(qū),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(qū)就??;測量距離大,則盲區(qū)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(fā)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(fā)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(fā)射,而使信號丟失、精度下降。
超聲波液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(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換為電信號。從超聲波發(fā)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。用探頭到罐底的距離一探頭到液位的距離=實際液位或者物位高度,把液位高度轉換成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, 通信傳輸到控制中心。由于溫度對聲速具有較大的影響,所以儀表應測量環(huán)境溫度,以修正聲速。
超聲波液位計在系統運用中,由超聲液位計測量液位的高度并轉換成標準信號送到控制中心,控制中心檢測到儀表送來的液位信息,并根據液位的高度和實際需要來對加料或者減料進行控制。
由于超聲波液位計在大多數工況下應用于液體的液位測量,因此也被稱作超聲波液位計,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。與放射性測位技術相比,超聲技術不需要防護措施;與激光測距技術相比,它又顯得操作更簡易,價格也更實惠。除此之外,超聲技術一般不需要運動部件,因此,在安裝和維護上又相對來說十分方便。
超聲波液位計可用于測量各種露天槽罐、池罐的液位,適用于排水系統、水庫、河流、湖泊、海水的測量,尤其適合污水或者腐蝕性場合。因為大部分污水帶有腐蝕性液體及強腐蝕易揮發(fā)氣體,若采用音叉液位開關這種接觸式的測量儀表,則長時間與污水接觸,如此一來,音叉探頭便極易被腐蝕,從而影響儀表正常工作。而超聲波液位計采用非接觸測量技術,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)內非常受用戶歡迎。
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(fā)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(fā)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(yōu)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(fā)展,它的各種測量方法在工業(yè)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(yè)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(jiān)測液位的高低、對液位上下限進行報警,連續(xù)監(jiān)視作業(yè)過程并進行調節(jié),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(yè)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(wěn)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(fā)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(fā)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(fā)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(huán)境條件中貯存 12 個月以上。