超聲波液位計(jì)是測(cè)量液體高度、罐體高度、物料位置的監(jiān)測(cè)儀表。儀表本身可采用二線制、三線制或四線制技術(shù),二線制為:供電與信號(hào)輸出共用;三線制為:供電回路和信號(hào)輸出回路獨(dú)立,當(dāng)采用直流24v供電時(shí),可使用一根3芯電纜線,供電負(fù)端和信號(hào)輸出負(fù)端共用一根芯線;四線制為:當(dāng)采用交流220v供電時(shí),或者當(dāng)采用直流24v供電,要求供電回路與信號(hào)輸出回路完全隔離時(shí),應(yīng)使用一根4芯電纜線。直流或交流供電,具有4~20mADC,高低位開(kāi)關(guān)量輸出。

量程范圍:0-60米,多種形式可選,適合各種腐蝕性、化工類場(chǎng)合,精度高,遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出,PLC系統(tǒng)監(jiān)控。

超聲波液位計(jì)由三部分組成:超聲波換能器(探頭)、驅(qū)動(dòng)電路(模塊)、電子液晶顯示模塊。

英文

Ultrasonic Level Transmitter

工作原理

超聲波液位計(jì)工作原理是由超聲波換能器(探頭)發(fā)出高頻脈沖聲波遇到被測(cè)物位(物料)表面被反射折回反射回波被換能器接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào).聲波的傳播時(shí)間與聲波的發(fā)出到物體表面的距離成正比.聲波傳輸距離S與聲速C和聲傳輸時(shí)間T的關(guān)系可用公式表示:S=C×T/2.

由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度,使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭,無(wú)法識(shí)別,不能測(cè)量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測(cè)量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。

探頭部分發(fā)射出超聲波,超聲波遇到與空氣密度相差較大的介質(zhì)會(huì)行成反射,反射波被探頭部分再接收,探頭到液(物)面的距離和超聲波經(jīng)過(guò)的時(shí)間成比例:

距離 [m] = 時(shí)間×聲速/2 [m]

聲速的溫度補(bǔ)償公式:環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6×溫度

在下面的任何一種情況,要注意:

有泡沫的液體/固體
周圍有強(qiáng)電壓,強(qiáng)電流,強(qiáng)電磁干擾,盡量避免高電壓,高電流及強(qiáng)電磁干擾
大風(fēng)和太陽(yáng)直曬
強(qiáng)震動(dòng)
揮發(fā)性強(qiáng)的液體和有大量水蒸氣的現(xiàn)場(chǎng)
易結(jié)晶液體
遇到以上現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要慎重選擇使用,測(cè)量的數(shù)值精度會(huì)下降,數(shù)據(jù)可能會(huì)不穩(wěn)定,一般不建議使用超聲波液位計(jì)測(cè)量。

自動(dòng)功率調(diào)整、增益控制、溫度補(bǔ)償。

物理密封型探頭,IP68防護(hù)等級(jí),不會(huì)進(jìn)水,提升使用壽命。

特殊回波處理技術(shù),現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障可供排查故障原因,維護(hù)方便。

具有干擾回波的抑止功能保證測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí),抗干擾能力強(qiáng)。

多種輸出形式:可編程繼電器輸出、高精度4-20mA電流輸出、Rs-485、RS-232數(shù)字通信輸出、無(wú)線GPRS輸出等。

價(jià)格低,體積小,重量輕,可用于食品,化工,半導(dǎo)體等行業(yè)對(duì)液體和散裝固體非接解式物位測(cè)量,可用于遠(yuǎn)程物位監(jiān)控和泵的控制。

安裝原理

安裝超聲波液位計(jì)時(shí)必須考慮超聲波液位計(jì)的盲區(qū)問(wèn)題。當(dāng)液位進(jìn)入盲區(qū)后,超聲波液位計(jì)就無(wú)法測(cè)量液位了,所以在確定超聲波液位計(jì)的量程時(shí),必須留出50公分的余量,安裝時(shí),探頭必須高出最高液位50公分左右。這樣才能保證對(duì)液位的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)及保證超聲波液位計(jì)的安全。

在實(shí)際使用中,因?yàn)榘惭b時(shí)考慮不周,液位計(jì)被水完全淹沒(méi),致使液位計(jì)完全損壞,所以要考慮被測(cè)液體的最高液位值。

機(jī)械安裝時(shí)應(yīng)注意:安裝應(yīng)垂直于測(cè)試物表面,避免用于測(cè)量泡沫性質(zhì)物體,避免安裝于距測(cè)量物體表面距離小于盲區(qū)距離(盲區(qū):每臺(tái)產(chǎn)品會(huì)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),隨產(chǎn)品得知),應(yīng)考慮束避開(kāi)阻擋物質(zhì)不與灌口和容器壁相遇,檢測(cè)大塊固體物應(yīng)調(diào)整探頭方位,減少測(cè)量誤差。

應(yīng)用領(lǐng)域

水及污水處理 :泵房、集水井、生化反應(yīng)池、沉淀池等 。

電力、礦山:灰漿池、煤漿池、水處理等。

性能特點(diǎn)

具有抗干擾性強(qiáng)。可任意設(shè)置上下限節(jié)點(diǎn)及在線輸出調(diào)節(jié),并帶有現(xiàn)場(chǎng)顯示,可選擇模擬量,開(kāi)關(guān)量及RS485輸出,方便的與相關(guān)設(shè)施接口。

采用聚丙烯防水外殼。殼體小巧且相當(dāng)堅(jiān)固,具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性,對(duì)于無(wú)機(jī)化合物,不論酸、堿、鹽溶液,除強(qiáng)氧化性物料外,幾乎都對(duì)其無(wú)破壞作用,對(duì)幾乎所有溶劑在室溫下均不溶解,一般烷、烴、醇、酚、醛、酮類等介質(zhì)上均可使用。

無(wú)毒性。可用于藥品、食品工業(yè)設(shè)備安裝,維修極為方便。

技術(shù)參數(shù)

出現(xiàn)故障指示燈常亮的情況主要有以下兩種,解決方案如下供參考:

1、在超聲波持續(xù)零液位時(shí),頂部燈亮,輸出電流為22mA。而且隔一段時(shí)間后恢復(fù)液位時(shí),故障不能自動(dòng)解除,需關(guān)電重啟后正常,給客戶帶來(lái)不必要的麻煩甚至損失。

出現(xiàn)這種故障是安裝附件的選擇問(wèn)題。由于超聲波液位計(jì)是全球0度發(fā)射,優(yōu)點(diǎn)上面也介紹了。它的另外一個(gè)與眾不同的特點(diǎn)是,超聲波的發(fā)射除了平面頭外,在螺紋這里也是有發(fā)射的。如果持續(xù)的零位,再加上安裝件選用金屬支架。超聲波液位計(jì)就會(huì)識(shí)別到支架部分的信號(hào)強(qiáng)度大于平面頭接收的信號(hào)強(qiáng)度。而金屬支架部分與發(fā)射波之間處于盲區(qū)距離。所以超聲波處于保護(hù)狀態(tài),故障燈常亮,輸出22mA。解決的辦法就是選用非金屬支架。因?yàn)檫x用非金屬支架后,螺紋處的發(fā)射波能穿透出去,而零點(diǎn)液位的回波信號(hào)絕對(duì)會(huì)大于螺紋處的回波信號(hào)。

2、經(jīng)調(diào)試與重新編程后,頂部故障燈常亮,輸出電流為22mA。出現(xiàn)這種故障情況,經(jīng)實(shí)際查證,還是在編程與調(diào)試過(guò)程中,未能按照說(shuō)明書要求。造成的程序紊亂而自保狀態(tài)。客戶在調(diào)試編程超聲波液位計(jì)時(shí),未能等到指示燈正常閃動(dòng),或則編程方法步驟根本不對(duì),處于不穩(wěn)定的編程調(diào)試。如果多次反復(fù)未依要求編程調(diào)試,超聲波液位計(jì)將拒絕工作而自保。出現(xiàn)這種故障的解決方法是先將超聲波液位計(jì)按要求復(fù)位,再進(jìn)行重新編程。如果在未復(fù)位的情況下多次再編程,會(huì)出現(xiàn)以上故障。