超声波液位计的工作原理是通过一个可以发射能量波(一般为脉冲信号)的装置发射能量波,能量波遇到障碍物反射,由一个接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定液(物)位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理,终转化成与液位相关的电信号。
一次探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号,超声波在传输过程中遇到被测介质(障碍物)后反射,反射回来的超声波信号通过电子模块检测。通过软件加以处理,分析发射超声波和回波的时间差,结合超声波的传播速度,可以计算出超声波传播的路程,进而可以反映出液位的情况。
超声波液位计是基于回波测距的原理工作的。应用回波测距法测量液位的原理,由超声波探头向液体和气体的分界面发射超声脉冲,经过时间t后,便可按收到从液面反射回来的回波脉冲。若超声波在液体中的传播速度为v,则自超声波探头至液面的距离H可计算如下:h=1/2vt
超声波在一定液体中的传播速度v通常是已知的,因此只要测出超声波在探头与液面之间往返一次所需的时t,即可确定液位H。超声波探头通常是基于压电效应的原理工作的。由于压电效应具有可逆性,实际应用的探头往往既作为超声波发射器又可作为超声波接收器。超声波探头可以在发射两个相邻超声脉冲的时间间隔内,接收从液面反射回来的回波脉冲。采用回波测距原理测量物位的关键在于声速的准确性。超声波在介质中的传播速度与介质的密度有关,而密度又是温度和压力的函数,因此,当温度发生变化时,声速也要发生变化,而且影响较大。因此为了超声波液位计的测量精度,应进行温度补偿。超声波液位计测量时与介质不接触,无可动部件,传播速度比较稳定,对光线、介质黏度、湿度、介电常数、电导率、热导率不敏感,因此可以测量有毒、腐蚀性或高黏度等特殊场合的液位。超声波液位计既可以连续测量和测量液位,也可以方便地提供遥测或遥控信号,还能够测量高速运动或有倾斜晃动的液体液位,但结构复杂,价格昂贵。
超声波液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。用探头到罐底的距离一探头到液位的距离=实际液位或者物位高度,把液位高度转换成4~20 mA电流信号、1~5 V电压信号输出;或者通过485通信,Han通信, 通信传输到控制中心。由于温度对声速具有较大的影响,所以仪表应测量环境温度,以修正声速。
超声波液位计在系统运用中,由超声液位计测量液位的高度并转换成标准信号送到控制中心,控制中心检测到仪表送来的液位信息,并根据液位的高度和实际需要来对加料或者减料进行控制。
由于超声波液位计在大多数工况下应用于液体的液位测量,因此也被称作超声波液位计,它不仅能和连续测位,而且能方便地提供遥测或遥控所需的信号。与放射性测位技术相比,超声技术不需要防护措施;与激光测距技术相比,它又显得操作更简易,价格也更实惠。除此之外,超声技术一般不需要运动部件,因此,在安装和维护上又相对来说十分方便。
超声波液位计可用于测量各种露天槽罐、池罐的液位,适用于排水系统、水库、河流、湖泊、海水的测量,尤其适合污水或者腐蚀性场合。因为大部分污水带有腐蚀性液体及强腐蚀易挥发气体,若采用音叉液位开关这种接触式的测量仪表,则长时间与污水接触,如此一来,音叉探头便极易被腐蚀,从而影响仪表正常工作。而超声波液位计采用非接触测量技术,可以很好地避免此问题,又由于它的精度较高,维修方便,因此在业内非常受用户欢迎。
超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。在测量中超声波脉冲由传感器(换能器)发出,声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器,通过压电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号,并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。 由于采用非接触的测量,被测介质几乎不受限制,可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。超声波对于不接触仪器仪表或相关行业的人比较陌生,但对于在这个行业内的人基本都会遇到,超声波和空气一样,看不见摸不着得,但却是实实在在存在的。
超声波物位传感器测量精度高,运行稳定,而且具有温度补偿功能。利用超声波反射测距的原理,从发射到接收时间间隔与转换器到被测介质表面的距离成正比。通过数学公式即可算出介质的物位。该设备主要用于煤矿井下的液位测量。
本产品工作原理是由换能器(探头)发出超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来,反射回波被同一换能器接收,转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播,从发射到接收到超声波脉冲所需要时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值 D 与声速 C 和传输时间 T 之间的关系可以用公式表示:D=C×T/2。
由 D 即可算出介质的液位。
运输、贮存
包装后的液位计在避免雨雪直接淋袭的条件下,可适用于水陆、陆路及空运等各种运输方式。
包装后的液位计应能在温度为-10℃~+40℃,相对湿度不大于 90%的环境条件中贮存 12 个月以上。