超声波液位计原理特点应用的缺陷和不足《资讯》

2018-03-10 10:24:25来源：贤集网 赵媛

超声波液位计是一系列非接触，高可靠、低价格、免维护的物位仪，它彻底解决了由压力变送器、电容式浮子式等测量方式带来的缠绕、泄露、接触介质、昂贵的维护等麻烦，超声波液位计不必接触工业介质就能够满足大多数密闭或者敞开容器里的物位测量要求，如今，随着科学技术的发展，超声波系列的物位测量仪器可以测量几厘米到几十厘米的范围，而且在恶劣条件下也表现出了非凡的能力。关于超声波液位计我们需要了解的东西很多，下面贤集网小编来为大家介绍一下超声波液位计原理、特点、应用的缺陷和不足、适应场合注意事项、使用的环境条件、选择方法、故障及解决方法。

超声波液位计原理

超声波物位计安装于容器上部在电子单元的控制下，探头向被测物体发射一束超声波脉冲。声波被物体表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。从超声波发射到被重新被接收，其时间与探头至被测物体的距离成正比。电子单元检测该时间，并根据已知的声速计算出被测距离。通过减法运算就可得出物位值。由于温度对声速具有影响，所以仪表应测量温度，以修正声速。

超声波液位计的特点

1、高质量零件：电路设计从电源部分起就选用高质量的电源模块，元器件选择进口稳定可靠的器件，完全可以替代同类型国外进口仪表。

2、超高精度：我公司拥有的声波智能专利器，使仪表的精度大大提高，液位精度达到±0.25%，能够抗种干扰波。

3、专业的声波智能技术：专利的声波智能技术软件可进行智能化回波分析，无需任何调试及其它的特殊步骤，此技术具有动态思维、动态分析的功能。

4、适应安全稳定：超声波液位计是一种非接触仪表，不跟液体直接接触，因此故障率低。

超声波液位计应用的缺陷和不足

1、超声波本质是一种机械波，传播需要介质，那么超声波液位计最大的应用缺陷是不能用于真空环境和传播介质变化（如强挥发性）的环境；

2、超声波液位计的换能器由压电陶瓷和塑性外壳灌封而成，其不能应用于高温高压环境，一般超声波液位计的最大耐受温度为80℃；

3、超声波是一种机械波，在传播的过程中会存在衰减，考虑到精度和量程的矛盾性，超声波液位计实际应用中量程范围较小，精度稍差，所以其不能用于大量程和高精度的场合；

4、超声波液位计在实际应用中测量的时间量，结合声速，可以得出距离值（时间×声速=距离），而声速随着介质和温度变化，所以超声波液位计也不能应用于温度频繁变化的场合。

超声波液位计适应场合注意事项

1、平面状态：比如液体、移动平面可以是钢板、塑料、纸制品、木制品、玻璃制品等等；在安装垂直度好的情况下，发射效率最高，即收到的回波数量最多，应用最广。

2、固定形状：比如圆柱状的罐、瓶、人体、运功的小车等等，反射效率其次，所以对安装要求比较高，应用较多。

3、颗粒或者块状的物体：比如矿物、粒子或块状的煤碳、焦炭、塑料粒子等等，由于有漫反射的存在，所以收到的回波最少，故回波效率最低，安装要求最高。

4、由于以下物质的挥发气体或扬尘的吸声能力特强，所以一般情况下不可以应用。比如：发烟硫酸、-9- 硝酸、储存罐中的水泥、石灰、液体表面有大量的泡沫等等；又比如：到达换能器探头的温度在60℃以上或储存罐的压力≥0.4Mpa时不可以应用（如果应用在带温带压的储存罐，订货时必须说明）。

5、如果您将本仪表应用在比如：盐酸、不发烟硫酸及其他腐蚀性很强的液位的测量，请您选用防腐型液位计。

超声波液位计使用的环境条件

1、介质压力：声波在真空下是无法传播的，但在微真空状态下可以传播，但我们建议不要在任何真空环境中应用，即微真空状态，因为可能造成超声波工作不正常或者误差变大。

2、介质湿度：在干燥或者饱和湿度的空气中，声速最大将会变化2%，水蒸气中空气含有多种气体影响超声波发射速度。

3、空间：在声波下面有障碍或者有管路，影响超声波发射，造成信号丢失。

4、泡沫：被测介质所产生的大量泡沫容易吸收声波或者干扰声波发射。

5、气流：在风速小于50Km/h时候，基本可以忽略，在风速大于50Km/h时将对测量结果产生影响。

超声波液位计的选择方法

1、管径大小

如测量的管径底于DN15mm以下，最好选择进口超声波液位计，目前国产超声波液位计对于小管径测量，达不到技术要求。

2、介质温度

当测量的介质为常温时，可选择国产超声波液位计，温度在120度到200度时，也应选择进口超声波液位计。

3、精度要求

如用户对精度要求高时，侧应进口超声波液位计。

4、气体超声波液位计

如用户测量的介质为气体或含有少量的水时，侧需选择气体两用的超声波液位计具体可以咨询我公司的技术人员。

5、固定式或手持式超声波液位计

如果有足够的安装空间，和外接电源，固定式超声波液位计比较经济实惠，而手持式超声波液位计便于巡检、携带。

超声波液位计的故障及解决方法

一、进入盲区：

1、故障现象：出现满量程或者任意数据；

2、原因：超声波液位计都有盲区，一般5米以内量程，盲区是0.3-0.4米，10米以内量程是0.4-0.5米，进入盲区后，超声波会出现任意的数值，不能正常工作。

3、解决方法：安装的时候就要考虑盲区的高度，安装好之后探头离最高水位之间的距离必须大于盲区。以上原因可能导致超声波液位计的不正常工作，所以在购买超声波液位计的时候，一定要把现场的工况和有经验的客服说，好帮你选型，建议您怎么安装，保证超声波液位计正常工作。

二、现场容器里面有搅拌，液体波动比较大，影响超声波液位计的测量：

1、故障现象：无信号或者数据波动厉害；

2、原因：超声波液位计说的测量几米距离，都是指平静的水面，比如5米量程的超声波液位计，一般是指测量平静的水面最大距离是5米，实际出厂会做到6米，遇到容器里面有搅拌的情况下，水面不是平静的，反射信号会减弱到正常信号的一半以下；

3、解决方法：选用更大量程的超声波液位计，如果实际量程是5米，那就要用10米或者15米的超声波液位计来测量，如果不换超声波液位计，而且罐子内液体无粘性，还可以安装导波管，把超声波液位计探头放在导波管内测量液位计高度，因为导波管内的液面基本是平稳的，建议把二线制超声波液位计改为四线制的。

三、液体表面有泡沫：

1、故障现象：超声波液位计一直在搜索，或者显示“丢波”状态；

2、原因：泡沫会明显吸收超声波，导致回波信号非常弱，因此当液体表面40-50%以上面积覆盖了泡沫，超声波液位计发射的信号就被会吸收绝大部分，造成液位计接收不到反射的信号，这个跟泡沫的厚度没有太大关系，主要跟泡沫的覆盖面积有关；

3、解决方法：安装导波管，把超声波液位计探头放在导波管内测量液位计高度，因为导波管内的泡沫会减少很多，更换为雷达液位计来测量，雷达液位计对5厘米以内的泡沫都可以穿透。

四、现场有电磁干扰：

1、故障现象：超声波液位计数据无规律跳动，或者干脆显示无信号；

2、原因：工业现场会有很多电动机、变频器还有电焊都会对超声波液位计测量造成影响，电磁干扰会超过探头接收到的回波信号；

3、解决方法：超声波液位计必须可靠接地，接地后，电路板上的一些干扰，会通过地线跑掉，而且这个接地是要单独接地，不能跟其他设备共用一个地，电源不能跟变频器、电动机同一个电源，也不能从动力系统电源上直接引电，安装地点要远离变频器、变频电动机、大功率电动设备，如果不能远离，就要在液位计外面装金属的仪表箱来隔绝屏蔽，这个仪表箱也要接地。

五、现场水池或者罐子内温度高，影响超声波液位计测量：

1、故障现象：水面离探头近的时候可以测量到，水面离探头远就测量不到，水温低的时候超声波液位计测量都正常，水温高了超声波液位计就测量不到；

2、原因：液体介质在30-40℃以下一般不会产生蒸汽和雾气，超过这个温度容易产生蒸汽或雾气，超声波液位计发射的超声波在发射过程中穿过蒸汽会衰减一次，从液面反射回来的时候又要衰减一次，造成最后回到探头的超声波信号很弱，所以测量不到，而且在这种环境下，超声波液位计探头容易结水珠，水珠会阻碍超声波的发射和接收；

3、解决方法：要把量程加大，实际罐子高度是3米，要选择6米-9米的超声波液位计，可以减少或削弱蒸汽或者雾气对测量的影响，探头要用聚四氟乙烯或者PVDF做，做成物理密封型的，这样的探头发射面上不容易凝结水珠，其他材质的发射面，水珠都比较容易凝结。

上述是贤集网小编为大家介绍的超声波液位计原理、特点、应用的缺陷和不足、适应场合注意事项、使用的环境条件、选择方法、故障及解决方法。随着经济结构深入调整，全国能源会议报告为我国的仪器相关行业发展带来了机遇，国内超声波液位计行业呈现出新的变化，虽然我国超声波液位计行业已经取得了飞速发展，但是在自动化控制系统及现场仪表和关键精密测试仪器等领域，我们与国际先进水平还存在较大差距，中高档仪器主要依赖进口的形势仍未改变，因此，未来我国超声波液位计行业的发展目标是：达到、赶超、引领世界一流水平。

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