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超聲波液位計測量的工作原理、產品特點及應用中的缺點和不足之處
  超聲波液位計是一系列非接觸,高可靠、低價格、免維護的物位儀,它徹底解決了由壓力變送器、電容式浮子式等測量方式帶來的纏繞、泄露、接觸介質、昂貴的維護等麻煩,目前,要求對于液位和物位進行無接觸式測量的現場越來越多,由于超聲波液位計不必接觸工業介質就能夠滿足大多數密閉或者敞開容器里的物位測量要求,并且目前的科學技術已經發展到超聲波系列的物位測量儀器可以測量幾厘米到幾十厘米的范圍,而且在惡劣條件下也表現出了非凡的能力,因些在許多對于安裝環境復雜的情況下,超聲波液位計成為了重要的選用類型。關于超聲波液位計我們需要了解的東西很多,下面向大家介紹一下超聲波液位計原理、特點、應用的缺陷和不足、適應場合注意事項、使用的環境條件、選擇方法、故障及解決方法。
超聲波液位計原理
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。
超聲波液位計的特點
1、高質量零件:電路設計從電源部分起就選用高質量的電源模塊,元器件選擇進口穩定可靠的器件,完全可以替代同類型國外進口儀表。
2、超高精度:我公司擁有的聲波智能專利器,使儀表的精度大大提高,液位精度達到±0.25%,能夠抗種干擾波。
3、專業的聲波智能技術:專利的聲波智能技術軟件可進行智能化回波分析,無需任何調試及其它的特殊步驟,此技術具有動態思維、動態分析的功能。
4、適應安全穩定:超聲波液位計是一種非接觸儀表,不跟液體直接接觸,因此故障率低。
超聲波液位計應用的缺陷和不足
1、超聲波本質是一種機械波,傳播需要介質,那么超聲波液位計大的應用缺陷是不能用于真空環境和傳播介質變化(如強揮發性)的環境;
2、超聲波液位計的換能器由壓電陶瓷和塑性外殼灌封而成,其不能應用于高溫高壓環境,一般超聲波液位計的大耐受溫度為80℃;
3、超聲波是一種機械波,在傳播的過程中會存在衰減,考慮到精度和量程的矛盾性,超聲波液位計實際應用中量程范圍較小,精度稍差,所以其不能用于大量程和高精度的場合;
4、超聲波液位計在實際應用中測量的時間量,結合聲速,可以得出距離值(時間×聲速=距離),而聲速隨著介質和溫度變化,所以超聲波液位計也不能應用于溫度頻繁變化的場合。
超聲波液位計適應場合注意事項 
1、平面狀態:比如液體、移動平面可以是鋼板、塑料、紙制品、木制品、玻璃制品等等;在安裝垂直度好的情況下,發射效率高,即收到的回波數量多,應用廣。 
2、固定形狀:比如圓柱狀的罐、瓶、人體、運功的小車等等,反射效率其次,所以對安裝要求比較高,應用較多。 
3、顆粒或者塊狀的物體:比如礦物、粒子或塊狀的煤碳、焦炭、塑料粒子等等,由于有漫反射的存在,所以收到的回波少,故回波效率低,安裝要求高。 
4、由于以下物質的揮發氣體或揚塵的吸聲能力特強,所以一般情況下不可以應用。比如:發煙硫酸、-9- 硝酸、儲存罐中的水泥、石灰、液體表面有大量的泡沫等等;又比如:到達換能器探頭的溫度在60℃以上或儲存罐的壓力≥0.4Mpa時不可以應用(如果應用在帶溫帶壓的儲存罐,訂貨時必須說明)。 
5、如果您將本儀表應用在比如:鹽酸、不發煙硫酸及其他腐蝕性很強的液位的測量,請您選用防腐型液位計。
超聲波液位計使用的環境條件
1、介質壓力:聲波在真空下是無法傳播的,但在微真空狀態下可以傳播,但我們建議不要在任何真空環境中應用,即微真空狀態,因為可能造成超聲波工作不正常或者誤差變大。
2、介質濕度:在干燥或者飽和濕度的空氣中,聲速大將會變化2%,水蒸氣中空氣含有多種氣體影響超聲波發射速度。
3、空間:在聲波下面有障礙或者有管路,影響超聲波發射,造成信號丟失。
4、泡沫:被測介質所產生的大量泡沫容易吸收聲波或者干擾聲波發射。
5、氣流:在風速小于50Km/h時候,基本可以忽略,在風速大于50Km/h時將對測量結果產生影響。
超聲波液位計的選擇方法
1、管徑大小
如測量的管徑底于DN15mm以下,好選擇進口超聲波液位計,目前國產超聲波液位計對于小管徑測量,達不到技術要求。
2、介質溫度
當測量的介質為常溫時,可選擇國產超聲波液位計,溫度在120度到200度時,也應選擇進口超聲波液位計。
3、精度要求
如用戶對精度要求高時,側應進口超聲波液位計。
4、氣體超聲波液位計
如用戶測量的介質為氣體或含有少量的水時,側需選擇氣體兩用的超聲波液位計具體可以咨詢我公司的技術人員。
5、固定式或手持式超聲波液位計
如果有足夠的安裝空間,和外接電源,固定式超聲波液位計比較經濟實惠,而手持式超聲波液位計便于巡檢、攜帶。
超聲波液位計的故障及解決方法
一、進入盲區:  
1、故障現象:出現滿量程或者任意數據; 
2、原因:超聲波液位計都有盲區,一般5米以內量程,盲區是0.3-0.4米,10米以內量程是0.4-0.5米,進入盲區后,超聲波會出現任意的數值,不能正常工作。  
3、解決方法:安裝的時候就要考慮盲區的高度,安裝好之后探頭離高水位之間的距離必須大于盲區。以上原因可能導致超聲波液位計的不正常工作,所以在購買超聲波液位計的時候,一定要把現場的工況和有經驗的客服說,好幫你選型,建議您怎么安裝,保證超聲波液位計正常工作。  
二、現場容器里面有攪拌,液體波動比較大,影響超聲波液位計的測量: 
1、故障現象:無信號或者數據波動厲害;  
2、原因:超聲波液位計說的測量幾米距離,都是指平靜的水面,比如5米量程的超聲波液位計,一般是指測量平靜的水面大距離是5米,實際出廠會做到6米,遇到容器里面有攪拌的情況下,水面不是平靜的,反射信號會減弱到正常信號的一半以下;  
3、解決方法:選用更大量程的超聲波液位計,如果實際量程是5米,那就要用10米或者15米的超聲波液位計來測量,如果不換超聲波液位計,而且罐子內液體無粘性,還可以安裝導波管,把超聲波液位計探頭放在導波管內測量液位計高度,因為導波管內的液面基本是平穩的,建議把二線制超聲波液位計改為四線制的。 
三、液體表面有泡沫:
1、故障現象:超聲波液位計一直在搜索,或者顯示“丟波”狀態;  
2、原因:泡沫會明顯吸收超聲波,導致回波信號非常弱,因此當液體表面40-50%以上面積覆蓋了泡沫,超聲波液位計發射的信號就被會吸收絕大部分,造成液位計接收不到反射的信號,這個跟泡沫的厚度沒有太大關系,主要跟泡沫的覆蓋面積有關;  
3、解決方法:安裝導波管,把超聲波液位計探頭放在導波管內測量液位計高度,因為導波管內的泡沫會減少很多,更換為雷達液位計來測量,雷達液位計對5厘米以內的泡沫都可以穿透。  
四、現場有電磁干擾:
1、故障現象:超聲波液位計數據無規律跳動,或者干脆顯示無信號;
2、原因:工業現場會有很多電動機、變頻器還有電焊都會對超聲波液位計測量造成影響,電磁干擾會超過探頭接收到的回波信號;  
3、解決方法:超聲波液位計必須可靠接地,接地后,電路板上的一些干擾,會通過地線跑掉,而且這個接地是要單獨接地,不能跟其他設備共用一個地,電源不能跟變頻器、電動機同一個電源,也不能從動力系統電源上直接引電,安裝地點要遠離變頻器、變頻電動機、大功率電動設備,如果不能遠離,就要在液位計外面裝金屬的儀表箱來隔絕屏蔽,這個儀表箱也要接地。  
五、現場水池或者罐子內溫度高,影響超聲波液位計測量: 
1、故障現象:水面離探頭近的時候可以測量到,水面離探頭遠就測量不到,水溫低的時候超聲波液位計測量都正常,水溫高了超聲波液位計就測量不到;
2、原因:液體介質在30-40℃以下一般不會產生蒸汽和霧氣,超過這個溫度容易產生蒸汽或霧氣,超聲波液位計發射的超聲波在發射過程中穿過蒸汽會衰減一次,從液面反射回來的時候又要衰減一次,造成后回到探頭的超聲波信號很弱,所以測量不到,而且在這種環境下,超聲波液位計探頭容易結水珠,水珠會阻礙超聲波的發射和接收;
3、解決方法:要把量程加大,實際罐子高度是3米,要選擇6米-9米的超聲波液位計,可以減少或削弱蒸汽或者霧氣對測量的影響,探頭要用聚四氟乙烯或者PVDF做,做成物理密封型的,這樣的探頭發射面上不容易凝結水珠,其他材質的發射面,水珠都比較容易凝結。
上面內容即是向大家介紹的超聲波液位計原理、特點、應用的缺陷和不足、適應場合注意事項、使用的環境條件、選擇方法、故障及解決方法。隨著經濟結構深入調整,全國能源會議報告為我國的儀器相關行業發展帶來了機遇,國內超聲波液位計行業呈現出新的變化,雖然我國超聲波液位計行業已經取得了飛速發展,但是在自動化控制系統及現場儀表和關鍵精密測試儀器等領域,我們與國際先進水平還存在較大差距,中高檔儀器主要依賴進口的形勢仍未改變,因此,未來我國超聲波液位計行業的發展目標是:達到、趕超、引領世界一流水平。
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