超聲波液位計的應用實例有什么?超聲波液位計是做什么的?

  超聲波液位計是一種非接觸、高可靠性、低成本、易于安裝和維護的液位測量儀器。它是一種能夠發(fā)射能量波(通常是脈沖信號)的裝置，能量波被障礙物反射并被接收裝置接收。根據能量波動過程的實測時差，確定物位的變化。超聲波液位計微波信號由電子設備處理，最后轉換成與料位相關的電信號。

  超聲波液位計由三部分組成：超聲波換能器、處理單元和輸出單元。

  超聲波液位計的結構和工作原理

  超聲波傳感器主要由壓電晶片組成，可以發(fā)射和接收超聲波。低功率超聲波探頭用于檢測。它有許多不同的結構，包括直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一探頭發(fā)射和一探頭接收)等。

  超聲波傳感器的核心是塑料或金屬外殼中的壓電晶片。組成晶片的材料有很多種。晶片的尺寸，例如直徑和厚度，也是不同的，所以每個傳感器的性能是不同的

  超聲波液位計的工作原理：

  超聲波液位計安裝在容器的上部，探頭在電子單元的控制下向被測介質發(fā)射超聲波脈沖束。聲波被介質表面反射，一些反射回波被探頭接收并轉換成電信號(例如，4-20mA信號)。從聲波傳輸到聲波反射的時間與探頭和被測介質之間的距離成正比。電子單元檢測時間，根據已知的聲速計算測量距離，并通過減法獲得電平值。超聲波在液體和固體中衰減很小，因此具有很強的穿透能力。特別是在不透光的固體中，超聲波可以穿透幾十米的長度，當遇到雜質或界面時會有明顯的反射。超聲波液位計就是根據這個原理工作的。由于溫度對聲速有影響，儀器應該測量溫度來校正聲速，這通常稱為溫度補償。

  超聲波液位計的類型及應用

  根據使用環(huán)境，超聲波液位計可分為普通超聲波液位計和防腐超聲波液位計。普通超聲波液位計的傳感器由PC機制成，可用于大多數非強腐蝕環(huán)境。防腐超聲波液位計傳感器由聚四氟乙烯制成，可用于工業(yè)領域中強腐蝕環(huán)境的測量，如硫酸和鹽酸的測量。

  根據結構形式，超聲波液位計可分為兩種類型：集成式和分體式。集成超聲波液位計將表頭和傳感器集成為一體。該一體化超聲波液位計保護等級高，抗干擾能力強，能適應大多數工業(yè)環(huán)境。一種分體式超聲波液位計，其特征在于：表頭和傳感器分開安裝，表頭和傳感器通過導線連接。分體式超聲波液位計適用于維護調試不方便等復雜環(huán)境場合，表頭上的總線通訊和開關輸出功能可用于傳輸和遠程傳輸控制。

  超聲波液位計的單機測試

  根據GB 50093-2013 《自動化儀表工程施工及質量驗收規(guī)范》
12.2.11的要求，罐液位計和物料液位計可在安裝后直接模擬物料液位進行校準。

  我們不需要在安裝前糾正它。說白了，我們想不出任何好的方法來糾正它。但是，在安裝之前，我們可以對它進行通電測試，順便說一下，我們可以用Hart475手機規(guī)劃它的參數，如范圍、位置號、單位和顯示。這樣做的目的是為了減少后期循環(huán)測試的工作量，并檢查手表在運輸過程中是否因碰撞而損壞。

  在建設初期，工廠條件相當惡劣，一般采用24V直流亮緯電源為單機測試儀器供電。這樣，就沒有阻力了

  超聲波液位計一般有兩種連接方式：雙線制和四線制。左圖為雙線制連接方式：1號端子連接負極，2號端子連接正極。右圖顯示了四線連接方式：端子1連接到電源線的正極，端子2連接到電源的正極，端子5連接到顯示器的正極，端子6連接到顯示器的負極。

  在雙線系統(tǒng)中連接時，注意儀表端子和電源線的正負極之間的連接，否則變送器將沒有數據顯示。

  連接四線系統(tǒng)時，注意電源端子和顯示端子之間的錯誤連接，并按順序連接儀表端子。

  溫度對聲速有影響。事實上，聲速不僅受溫度影響，還與氣體密度、濕度、氣壓、噪音、空氣中的懸浮固體等因素有關。因此，在實際應用中，僅通過測量溫度進行補償還存在很多缺點，在溫度測量過程中也存在一些誤差。因此，溫度補償方法只適用于一般應用，不能滿足高精度測量的要求。因此，超聲波液位計通常用于開放式容器或水池，不需要高精度的液位測量。

  超聲波液位計校準：

  超聲波在空氣中的傳播速度為340米/秒，如果能夠測量出超聲波在空氣中的傳播時間，就可以計算出傳播距離。超聲波液位測量是通過測量超聲波傳播的時間間隔來測量聲波傳播的距離。

  具體方法：見上圖。安裝在待測試容器頂部的超聲波探頭向液體表面發(fā)射超聲波束，聲波被液體表面反射，然后被探頭接收。

  控制器測量傳播時間t，并且根據聲速v=340m米/秒，可以獲得從液面到探頭的空間距離l。從探頭到容器底部的距離是h，容器中的液位是h。

  公式為：h=H-L，其中L=vt/2

  因為溫度對聲速有影響，所以需要測量空氣溫度t來修正聲速。

  修正后的公式為v=331.46T()

  b是盲區(qū)，這意味著從超聲波探頭向下的短距離內不能正常檢測到反射回波，這個短距離稱為超聲波液位計的盲區(qū)。由于超聲波液位計在發(fā)射超聲波脈沖時不能同時檢測到反射回波，所以在如此短的距離內無法正常檢測到反射波。此外，由于發(fā)射的超聲波脈沖具有一定的時間寬度，并且傳感器在發(fā)射超聲波后仍有殘余振動，所以超聲波液位計不能檢測到反射回波。測量液位時，如果測得的最高液位進入盲區(qū)，超聲波液位計將無法正確檢測出液位的實際高度，從而產生誤差。在類似情況下，可以根據需要升高和安裝液位計，也可以降低液位。