超聲波液位計測量的工作原理、產(chǎn)品特點及應用
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*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(zhì)、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(xiàn)場越來越多,由于超聲波液位計不必接觸工業(yè)介質(zhì)就能夠滿足大多數(shù)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(jīng)發(fā)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(xiàn)出了非凡的能力,因些在許多對于安裝環(huán)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(huán)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(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(jù)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(zhì)量零件:電路設計從電源部分起就選用高質(zhì)量的電源模塊,元器件選擇進口穩(wěn)定可靠的器件,*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(yè)的聲波智能技術:的聲波智能技術軟件可進行智能化回波分析,無需任何調(diào)試及其它的特殊步驟,此技術具有動態(tài)思維、動態(tài)分析的功能。
4、適應安全穩(wěn)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(zhì)是一種機械波,傳播需要介質(zhì),那么超聲波液位計大的應用缺陷是不能用于真空環(huán)境和傳播介質(zhì)變化(如強揮發(fā)性)的環(huán)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(huán)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(zhì)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(tài):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(fā)射效率高,即收到的回波數(shù)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(zhì)的揮發(fā)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(fā)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(fā)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(huán)境條件
1、介質(zhì)壓力:聲波在真空下是無法傳播的,但在微真空狀態(tài)下可以傳播,但我們建議不要在任何真空環(huán)境中應用,即微真空狀態(tài),因為可能造成超聲波工作不正?;蛘哒`差變大。
2、介質(zhì)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(fā)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(fā)射,造成信號丟失。
4、泡沫:被測介質(zhì)所產(chǎn)生的大量泡沫容易吸收聲波或者干擾聲波發(fā)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(chǎn)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,選擇進口超聲波液位計,目前國產(chǎn)超聲波液位計對于小管徑測量,達不到技術要求。
2、介質(zhì)溫度
當測量的介質(zhì)為常溫時,可選擇國產(chǎn)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(zhì)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(jīng)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(qū):
1、故障現(xiàn)象:出現(xiàn)滿量程或者任意數(shù)據(jù);
2、原因:超聲波液位計都有盲區(qū),一般5米以內(nèi)量程,盲區(qū)是0.3-0.4米,10米以內(nèi)量程是0.4-0.5米,進入盲區(qū)后,超聲波會出現(xiàn)任意的數(shù)值,不能正常工作。
3、解決方法:安裝的時候就要考慮盲區(qū)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(qū)。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(xiàn)場的工況和有經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)象:無信號或者數(shù)據(jù)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(nèi)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(nèi)測量液位計高度,因為導波管內(nèi)的液面基本是平穩(wěn)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(xiàn)象:超聲波液位計一直在搜索,或者顯示“丟波”狀態(tài);
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(fā)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(nèi)測量液位計高度,因為導波管內(nèi)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(nèi)的泡沫都可以穿透。
四、現(xiàn)場有電磁干擾:
1、故障現(xiàn)象:超聲波液位計數(shù)據(jù)無規(guī)律跳動,或者干脆顯示無信號;
2、原因:工業(yè)現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)場水池或者罐子內(nèi)溫度高,影響超聲波液位計測量:
1、故障現(xiàn)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(zhì)在30-40℃以下一般不會產(chǎn)生蒸汽和霧氣,超過這個溫度容易產(chǎn)生蒸汽或霧氣,超聲波液位計發(fā)射的超聲波在發(fā)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(huán)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(fā)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(fā)射面上不容易凝結水珠,其他材質(zhì)的發(fā)射面,水珠都比較容易凝結。
上面內(nèi)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(huán)境條件、選擇方法、故障及解決方法。隨著經(jīng)濟結構深入調(diào)整,全國能源會議報告為我國的儀器相關行業(yè)發(fā)展帶來了機遇,國內(nèi)超聲波液位計行業(yè)呈現(xiàn)出新的變化,雖然我國超聲波液位計行業(yè)已經(jīng)取得了飛速發(fā)展,但是在自動化控制系統(tǒng)及現(xiàn)場儀表和關鍵精密測試儀器等領域,我們與水平還存在較大差距,中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(yè)的發(fā)展目標是:達到、趕超、世界水平。