超声波液位计的测量原理

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超声波液位计想必是大家都非常熟悉，由于采用非接触的测量，可广泛用于各种液体(如污水处理、腐蚀性液体测量)和固体物料高度的测量。
今天小编就给各位小伙伴介绍一下，超声波液位计经常出现故障及解决小技巧。
第一种：进入盲区
故障现象：出现满量程或者任意数据。
故障原因：
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。
解决小技巧：
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。.
第二种：搅拌影响
(超声波液位计的测量原理)

同时须注意。应该安装在灌顶半径的1/2或1/3处。锥形容器：对于锥形容器且为平面罐顶的容器，仪表的佳安装位置是容器顶部中央，这样可以保证测量到容器底部。由于超声波液位计在安装时存在“盲区”问题。不同量程的超声波液位计，对应的“盲区”尺寸大小也不尽相同。
浮球液位计浮球液位计是一种依靠浮力原理测量液位的仪表。通常是通过浮球与刻度尺配合的方式，使观测者能够直观读取液位的高度。其优点是读数直观，价格低廉，安装简便。缺点是测量精度相对较低。液位测量中较为常见的仪表主要有以下几种：磁翻板液位计磁翻板液位计是靠安装在容器内部的磁浮子，带动容器外部的磁翻板翻转实现信号转换和液位显示的。能够快速，直观地读数，价格较低，可实现远传和调节是其突出的优点。超声波液位计的合理安装位置应根据液体容器的不同顶部和内部结构形状进行确定： 沟槽型容器：支撑架要牢固可靠，探头发射的波束与槽壁的相交线的高度必须小于等于被测液面的低高度，安装高度要确保在所需量程范围内。
(超声波液位计的测量原理)

雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，雷达波以光速运行。这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比.
雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。在实际运用中，雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计，功耗大，须采用四线制，电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计，功耗低，可用二线制的24VDC供电，容易实现本质安全，精度高，适用范围更广。
(超声波液位计的测量原理)

（1）有5米、10米、15米三种量程可选择。
（2）防爆等级高（ExdIICT6Gb）。
（3）带温度补偿，精度高，适应性强。
（4）具有RS-485通讯接口。
（5）采用特殊回波处理方式，有效避免虚假回波。
（6）整机防护等级高达IP66/IP67。
（7）PVDF材质探头适宜腐蚀性液体和环境。
（8）性价比高，维护成本低。
（9）EMC设计符合IEC61000-4(GB/T17626.2)标准--EFT（群脉冲A级性能）、ESD（静电释放A级性能）和浪涌的法规要求。
为适应不同的工况，超声波液位计分为以下两种具体应用型号：
Uson-11标准型超声波液位计：能够满足大部分敞开式槽池或腐蚀性场合的连续性液位测量。
(超声波液位计的测量原理)

一体式超声波液位计广泛用于罐体、水池、水库的液位和体积测量，也可用于明渠的流量测量。在实际使用中，很多界面无法接触，如：对测量设备产品有腐蚀(酸、碱)、对测量设备有污染的场合(下水道)，或在测量装置上产生粘附物的物质(粘合剂)。由于一体式超声波液位计测量技术基于非接触的超声波原理，所以一体式超声波液位计适合于那些无法用物理方式接触的液体及料位位置
一、超声波液位计基本参数与功能:
二、超声波液位计测量原理
超声波液位计垂直安装在液体的表面，它向液面发出一个超声波脉冲，经过一段时间，超声波液位计的传感器接收到从液面反射回的信号，信号经过变送器电路的选择和处理，根据超声波液位计发出和接收超声波的时间差，计算出液面到传感器的距离。由于采用了先进的微处理器和独特的EchoDiscovery回波处理技术，超声波物位计可以应用于各种复杂工况。一体式超声波液位计是指探头与外壳组合在一起的超声波液位计。
(超声波液位计的测量原理)

图3导波雷达液位计系统组成框图Fig.3Diagramofguidedwaveradarlevelgaugesystem
图4信号调制模块的系统组成框图Fig.4Signalmodulationsystemblockdiagram
本文设计的导波雷达液位计采用模块化设计思想,由电路部分和机械部分组成,其中电路部分分为3个模块,分别为控制和信息处理模块、信号调制模块、收发器电路模块,机械部分由同轴电缆和同轴波导杆组成。
电路电平表,控制和信息处理模块可分为CPU电路和外围电路;信号调制模块可分为传输和反射采样信号调制电路和信号调制电路;收发器电路模块可分为提取电路接收电路和反射信号。如图3所示为本文设计的雷达液位计系统示意图。
(超声波液位计的测量原理)

超声波液位计出现故障指示灯常亮的情况主要有以下两种。
1.在超声波持续零液位时,顶部灯亮,输出电流为22MA。而且隔一段时间后恢复液位时,故障不能自动解除,需关电重启后正常。[1]出现这种故障是安装附件的选择问题。由于超声波液位计是全球首创0度发射,优点上面也介绍了。另外它的另外一个与众不同的特点是,超声波的发射除了平面头外,在螺纹这里也是有发射的。如果持续的零位,在加上安装件选用金属支架。超声波液位计就会识别到支架部分的信号强度大于平面头接收的信号强度。而金属支架部分与发射波之间处于盲区距离。所以超声波处于保护状态,故障灯常亮,输出22MA。解决的办法就是选用非金属支架。因为选用非金属支架后,螺纹处的发射波能穿透出去,而零点液位的回波信号绝对会大于螺纹处的回波信号。
(超声波液位计的测量原理)

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