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什么是超聲波液位計？
為什么選擇超聲波液位計？
因為，超聲波液位計由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測物體的距離。無機械可動部分，可靠性高，安裝簡單、方便，屬于非接觸測量，且不受液體的粘度、密度等影響精度比較低，所以選擇。
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)傳感面應與液面平行。
4）超聲波收發(fā)傳感面應盡量避免靠近容器側壁。
5）為避免振動或搖晃導致液位計松動，請小心的進行堅固安裝。
6）同一容器內不要安裝多臺超聲波液位計，超聲波互相干擾會導致測量誤差。
7）安裝位置應避免陽光直射，露天安裝應加防護罩。
8）安裝位置應避免強振動區(qū)域，如安裝在輕振動區(qū)域，應安裝橡膠減振器。
9）安裝位置應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徑的關系。
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計合理，對于10米、12米量程的物位計，接管長度應不大于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對于密封容器內的揮發(fā)液體的液位測量應注意兩點
容器內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，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＝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壁以造成測量誤差
安裝時應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及制冷或加熱的罐上的儀表，為了防潮，應擰緊電纜密封套，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，應小于儀表的量程；
超聲波換能器表面到池頂或高液位的高度，應大于儀表的盲區(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，在接線前應切斷電源。
16例超聲波液位計常見問題的解決方式
1、現(xiàn)象:屏幕無顯示、探頭無聲響
處理辦法: 檢查電源是否正常
2、現(xiàn)象:屏幕錯誤信息 ERR 01
處理辦法: 檢查探頭的連接是否正常
3、現(xiàn)象:屏幕錯誤信息 ERR 02
處理辦法: 探頭與變送器的ID不一致，通過 按鍵將ID設置一致
4、現(xiàn)象:繼電器工作異常
處理辦法: 檢查繼電器設置是否符合要求
5、現(xiàn)象:儀表顯示正常，但輸出信號電流異常
處理辦法: 檢查接線是否正確，電流負載阻抗是否滿足要求，中控室模塊是否配置正常
6、現(xiàn)象:面板無顯示但探頭有聲響
處理辦法: 檢查液晶屏連接是否正常
7、現(xiàn)象:鍵盤按鍵無效
處理辦法: 檢查鍵盤連接是否正常
8、現(xiàn)象:儀表和上位機不能通信
處理辦法: 檢查接線、ID、通信速率、通信協(xié)議是否正確
9、現(xiàn)象:儀表近距離測量正常，遠端測量異常
處理辦法: 首先檢查安裝是否正常，然后檢查參數(shù)設置是否合理
10、現(xiàn)象:儀表出現(xiàn)近端死鎖
處理辦法: 檢查是否是工況的真實反應，檢查 參數(shù)是否合理
11、現(xiàn)象:儀表運行一段時間后測量嚴重異常
處理辦法: 檢查儀表是否掛料并及時清理
12、現(xiàn)象：瞬時流量值波動大
解決方法：瞬時流量值波動大表現(xiàn)為信號強度波動大和本身測量流體波動大兩方面。解決方法是調整好探頭位置，提高信號強度(保持在3%以上)保證信號強度穩(wěn)定，如本身流體波動大，則位置不好，重新選點，確保*D后5D的工況要求。
13、現(xiàn)象：開機無顯示
解決方法：
1）檢查接線是否正確，電源是否供上。電壓是否符合要求。
2）液面和超聲波換能器（即探頭）間有無障礙物，阻斷聲波的發(fā)射與回收。
3）液面是否變化太快，表面有無氣泡或翻滾波動。
4）液位計探頭安裝是否垂直，如果傾斜，則回波偏離法線，致使儀表無法收到。
5）液位計安裝時，探頭和容器壁是否太近，如果液位稍有不平穩(wěn)，使容器壁回波和直達波之間的聲程差異較小，產生干擾疊加現(xiàn)象，從而使儀表指示不準。
6）儀表安裝架有否振動。
7）沒有液面，或者液面太高，進入盲區(qū)，致使儀表沒有回波信號 。
14、現(xiàn)象：開機后儀表僅有背光，無任何字符顯示
解決方法：開機后儀表僅有背光，無其他任何字符顯示此情況一般為程序芯片失，建議把儀器發(fā)回原廠進行處理。
15、現(xiàn)象：儀表在現(xiàn)場強干擾下無法使用
解決方法：儀表在現(xiàn)場強干擾下無法使用是由于供電電源波動范圍較大，周圍有變頻器或強磁場干擾，接地線不正確。給儀表提供穩(wěn)定的供電電源，儀表安裝遠離變頻器和強磁場干擾，有良好的接地線。
16、現(xiàn)象：超聲波液位計探頭凝結露珠怎么處理？
大多數(shù)超聲波液位計的探頭表面自帶清潔功能，露珠一般很少能凝結的。
1）在探頭表面涂抹潤滑劑可以避免露珠的出現(xiàn)。
2）傾斜安裝，利用重力消除露珠。
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、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、高質量零件：電路設計從電源部分起就選用高質量的電源模塊，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：超聲波智能技術軟件可進行智能化回波分析，無需任何調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、超聲波本質是一種機械波，傳播需要介質，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?；蛘邏K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：被測介質所產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時將對測量結果產生影響。
一種：現(xiàn)場容器里面會有攪拌，液體波動比較大，會影響超聲波液位計的測量。
故障現(xiàn)象：無信號或者數(shù)據(jù)的波動厲害。
原因：超聲波液位計所說的測量幾米距離，指的都是指平靜的水面。比如像5米量程的超聲波液位計，一般就是指測量平靜的水面大距離是5米，實際出廠就會做到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。
解決方法：
1.所選用更大量程的超聲波液位計，如果實際量程就是5米，那么就要用10米或者15米的超聲波液位計來測量。
2.如果是不換超聲波液位計，而且罐子里面液體無粘性，就還可以安裝導波管，把超聲波液位計探頭防置在導波管內測量液位計高度，因為導波管內的液面基本是平穩(wěn)的。
3.建議把二線制超聲波液位計改為四線制的。
第二種：液體表面有泡沫。
故障現(xiàn)象：超聲波液位計一直是在搜索，或者會顯示“丟波”狀態(tài)。
原因：泡沫是會明顯吸收超聲波，導致了回波信號非常弱。因此當液體的表面40-50%以上面積則覆蓋了泡沫，超聲波液位計發(fā)射的信號就會被吸收絕大部分，造成了液位計接收不到反射的信號。這個跟泡沫的厚度是沒有太大關系的，主要是跟泡沫的覆蓋面積有關。
解決方法：
1.安裝導波管，把超聲波液位計的探頭放在導波管內測量液位計高度，因為導波管內的泡沫就會減少很多。
2.更換成雷達液位計來測量，雷達液位計對5厘米以內的泡沫都可以穿透。
第三種;現(xiàn)場水池或者罐子內溫度高，影響超聲波液位計測量。
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。
原因：液體介質在30-40℃以下一般不會產生蒸汽和霧氣，超過了這個溫度就容易產生蒸汽或霧氣，超聲波液位計發(fā)射的超聲波在發(fā)射過程當中穿過蒸汽會衰減一次，從液面反射回來的時候就要再衰減一次，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)境下面，超聲波液位計的探頭容易結水珠，水珠就會阻礙超聲波的發(fā)射和接收。
解決方法：
1.要把量程加大，實際上罐子高度是3米，要選擇6米-9米之間的超聲波液位計?？梢詼p少或者削弱蒸汽或者霧氣對測量的影響。
2.探頭是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)射面上面不容易凝結水珠。至于其他材質的發(fā)射面，水珠都是比較容易凝結的。
第四種：現(xiàn)場有電磁干擾。
故障現(xiàn)象：超聲波液位計數(shù)據(jù)是無規(guī)律跳動，或者就干脆顯示無信號。
原因：工業(yè)現(xiàn)場就會有很多電動機、變頻器還有電焊都會對超聲波液位計的測量造成影響。電磁干擾就會超過探頭接收到的回波信號。
解決方法：
1.超聲波液位計必須要可靠接地，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。
2.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。
3.安裝地點需要遠離變頻器、變頻電動機、大功率電動設備。如果不能遠離，就要在液位計的外面裝金屬的儀表箱來隔絕屏蔽，這個儀表箱也需要接地。
第五種：進入盲區(qū)
故障現(xiàn)象：會出現(xiàn)滿量程或者是任意數(shù)據(jù)。
原因：超聲波液位計都會有盲區(qū)，一般5米以內的量程，盲區(qū)是0.3-0.4米。10米以內量程就是0.4-0.5米。進入盲區(qū)后，超聲波就會出現(xiàn)任意的數(shù)值，不能正常工作。
解決方法：1.安裝的時候就需要考慮盲區(qū)的高度，安裝好了之后探頭離水位之間的距離必須大于盲區(qū)。
本動畫首先對超聲波液位計進行結構展示，之后對安裝位置進行展示，安裝時的注意要點要參考動畫后的圖表。
后對工作原理進行展示，超聲波液位儀的基本原理是：儀器發(fā)射出超聲波后遇物體后進行反彈，之后儀器根據(jù)反彈回的超聲波信息進行定位分析，從而得出需要測量的距離。