超聲波液位計是液位測量儀表界中的新的寵兒，而它另外一個名字大家可能耳熟能詳：非接觸式超聲波液位計。沒錯，超聲波液位計以非接觸作為主要特點，在電氣儀表的圈子里面，占據(jù)了越來越重要的角色。非接觸式超聲波液位計它的優(yōu)點是比較多的，在一些比較惡劣的情況下，例如所測液位含有比較多的顆粒物雜質(zhì)，罐體上強腐蝕的介質(zhì)，所測介質(zhì)溫度較高的情況，在這種情況下，投入式液位計并不適用，很多的現(xiàn)場都青睞于非接觸式超聲波液位計，它的安裝雖然有一定的要求，但是測量相對更加穩(wěn)定。為什么在這類工況下非接觸式超聲波液位計可以使用呢?這就不得說超聲波液位計的測量原理了!

 

超聲波液位計特點及工作原理

超聲波液位計是由微處理器控制的液位數(shù)字儀表。在測量中超聲波脈沖由傳感器發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面放射后被傳感器接收，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號，由聲波的發(fā)送和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。超聲波液位計采用非接觸測量，對被測介質(zhì)幾乎不受限制，可廣泛用于液體固體物料高度的測量。

超聲波液位計適于應(yīng)用的環(huán)境

 

超聲波液位計是超聲波液位計和超聲波料位計的統(tǒng)稱，當用于測量液體液位時，通常稱為超聲波液位計； 當用于測量固體料位時，通常稱為超聲波料位計。

超聲波液位計通常應(yīng)用于溫度在-40℃～100℃之間、壓力在3Bar(5kg/cm2)以下的場所進行液位或料位的測量。

超聲波液位計的安裝

 

1超聲波液位計安裝方式

1）超聲波液位計應(yīng)水平置于容器頂部。

2）選擇一個合適的方法來安裝超聲波液位計。

3）超聲波收發(fā)傳感面應(yīng)與液面平行。

4）超聲波收發(fā)傳感面應(yīng)盡量避免靠近容器側(cè)壁。

5）為避免振動或搖晃導(dǎo)致液位計松動，請小心的進行堅固安裝。

6）同一容器內(nèi)不要安裝多臺超聲波液位計，超聲波互相干擾會導(dǎo)致測量誤差。

7）安裝位置應(yīng)避免陽光直射，露天安裝應(yīng)加防護罩。

 

8）安裝位置應(yīng)避免強振動區(qū)域，如安裝在輕振動區(qū)域，應(yīng)安裝橡膠減振器。

9）安裝位置應(yīng)遠離進料口且不能碰到障礙物。

10）如法蘭安裝時,請注意法蘭立管高度與立管內(nèi)徑的關(guān)系。

 

11）安裝接口要求開口尺寸足夠大，當為法蘭安裝時，法蘭下面的接管長度要設(shè)計合理，對于10米、12米量程的物位計，接管長度應(yīng)不大于15cm，選擇DN80以上的法蘭口。

對于15米、20米、30米和40米量程的物位計，接管長度應(yīng)不大于20cm,選擇DN200以上的法蘭口。

對于8米以下量程的物位計，對接管長度無要求，可適當設(shè)計，以消除盲區(qū)的影響，并選擇DN65以上的法蘭口。

對于8米以下量程的物位計，對接管長度無要求，可適當設(shè)計，以消除盲區(qū)的影響，并選擇DN65以上的法蘭口。

 

2對于密封容器內(nèi)的揮發(fā)液體的液位測量應(yīng)注意兩點

 

容器內(nèi)氣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(xiàn)較大誤差。

揮發(fā)性的液體會在超聲波液位計探頭表面凝結(jié)，阻擋聲波的收發(fā)，要求液位計具有可變功率控制功能。

3對于液面劇烈波動的液體在選用超聲波液位計有三種方法

 

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 在液體中加沉井，測量沉井內(nèi)的液位。

4兩線制和三線制超聲波液位計

 

a 兩線制超聲波液位計其供電（DC24V)與信號輸出 （DC4-20mA)共用一個回路，為標準的變送器形式，不足之處是發(fā)射功率弱，不適合有較大波動的液面液位測量，當液位有較大揮發(fā)時，測量效果也不理想。

b 三線制超聲波液位計，其供電24VDC與信號輸出4- 20mADC各使用兩條線，負端與地共用一條線。其優(yōu)勢是發(fā)射功率較大，適用于多種條件的液位和料位進行測量，效果較好。

5安裝示意圖

 

B＝盲區(qū)距離（近端測量距離）

H＝遠端測量距離

D＝發(fā)射頭至待測物表面距離

L＝液位F＝最大液位

 

聲波入射角度必須與水平面保持直角

 

傳感器安裝不可太靠近內(nèi)壁以造成測量誤差

 

安裝時應(yīng)避免安裝在進料口的位置，以免受物料或障礙物的干擾。

 

當超聲波換能器表面到最高液位的距離小于0.5米時，需要在盲板蓋上，加焊延伸管，以增加換能器表面到最高液位的距離。具體安裝方式如下圖所示。

 

對于安裝在室外或潮濕室內(nèi)及制冷或加熱的罐上的儀表，為了防潮，應(yīng)擰緊電纜密封套，而且要在進線口處使電纜向下彎曲。如圖示

 

利用固定支架將超聲波液位儀安裝于被測液體正上方，儀表的電源及通信線通過鍍鋅鋼管連接到控制室。當然也可以象罐頂安裝方法一樣，用法蘭固定換能器的方法來固定儀表。

注意：

儀表的發(fā)射面一定要水平；

超聲波換能器表面的安裝高度，應(yīng)小于儀表的量程；

超聲波換能器表面到池頂或最高液位的高度，應(yīng)大于儀表的盲區(qū)；

超聲波換能器至池壁、河岸、堤防的距離。一般需要大于0.5米以上。若壁不光滑、有明顯的凸出，則需要適當增加距離.

 

超聲波液位計的日常使用維護

 

超聲波液位計在日常使用維護中要從外觀上檢查儀表是否有損壞。

檢查是否符合測量點的技術(shù)要求，如過程溫度、壓力、環(huán)境溫度、測量范圍等。

檢查測量值是否與實際值一致。安裝地點是否有遮陽避雨的保護措施。

檢查接線端子位置是否正確、電纜密封塞是否擰緊、外殼蓋是否擰緊。若有輔助電源，顯示模塊是否有顯示。

超聲波在使用中，電源必須與銘牌上數(shù)據(jù)一致，在接線前應(yīng)切斷電源。