矿用液位计分体式超声波液位计4-20mA信号输出

来源：济宁华瑞自动化技术有限公司 时间：2024-05-21 04:56:48 [举报]

超声波液位传感器是一种非接触式传感器，使用的是超声波反射原理，也就是通过监测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度，从而达到液位测量目的。
它具有非接触、安装简单，灵活性高等的特点，不过安装环境要求监测下方位置不能有障碍物阻挡信号。超声波对液体的穿透本领很大，可以穿透液体，可用于水文监测、污水监测、罐体液位监测等应用场景。
我们的超声波液位计在工作的时候，都是把高频脉冲声波由换能器发出，并且是越到被检测的物体表面，然后就反射回来，这样，反射回来的反射波被换能器接收，转换成新号，这就是超声波液位计的原理所在，也许这么说大家还是不太明白，容易走进盲区的问题，其实，这是很简单的，就是超声波变送器就无法测量液位了，所以在确定超声波液位计的量程时，留出40厘米的余量，安装时，变送器探头高出高液位40厘米左右。这样才能对液位的准确监测及超声波液位计的安全。这样，在实际的效应当中才是明显的。

在超声波液位计的测量中，超声波脉冲由传感器(换能器)发出，经物体表面反射后，由同一传感器(换能器)接收，并转换成电信号。传感器(传感器)和被测液位之间的距离由超声波发射和接收之间的时间来计算。
因此，超声波液位计利用测量回波距离的原理，根据超声波的发射和接收进行测量。
由于超声波的发射和接收是一次往返，实际测量的距离值用公式表示：S=CT/2。其中s为测得的距离值，c为声速，t为传播时间。
超声波在空气中的传播速度是固定的，池子的深度或水箱的高度也是固定的。实际液位是池子或罐体等容器的深度减去超声波测量的距离，即液位或液位的高度。从而实现了液位的超声波测量。

超声波液位计优点非常，主要体现在以下几个方面：
1、结构简单、读数方便、非常便于安装和维护。 　　
2、安全清洁，仪表使用寿命长、测量稳定可靠、精度高。 　　
3、采用非接触式测量，不易受液体的粘度、密度等影响。 　　
当然，所谓尺短寸长。超声波液位计也有自身的局限性和无法克服的缺陷，具体说来，主要表现在： 　　
1、超声波液位计测量存在盲区。盲区就是仪表无法测量的区域。在超声波脉冲传输过程中，超声换能器附近的小面积区域通常不能接收到声波。就收不到声波的盲区，其大小与超声波的测量距离有关。一般来讲，测量距离小，盲区就小；测量距离大，则盲区就大； 2、超声波液位计测量易受温度影响。在实际测量中，温度的变化会导致声音速度的变化，进而导致测量出现误差； 　　
3、声波下面不宜有障碍物。由于超声波液位计是利用声波反射原理实现液位测量的，如果有障碍物会影响超声波发射，造成信号丢失，影响测量效果； 　　
4、超声波液位计不宜用来测量压力容器。由于压力主要影响的是探头，且压力和温度之间也有一定的关系，压力的变化会影响到温度的变化，进而影响声速的变化，使测量的精度受到影响； 　　
5、超声波液位计不能在有水雾、易产生大量泡沫性的介质、易挥发性介质的场合使用。因为这种工况容易吸收声波或干扰声波发射，而使信号丢失、精度下降。

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。

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。

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