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由超声波物位计测量液位的高度并转换成标准信

2019-10-12 10:54

盛恩浅谈超声波液位计的工作原理

超声波液位计具有完善的液位测控.数据传输和人机交流功能。下面让我们来了解一下它的工作原理吧。

超声波液位计主芯片采用进口工业级单片机,数字温度补偿和超宽电压输入稳压等数十块相关专用集成电路。具有抗干扰性强,可任意设置上下限节点及在线输出调节,并带有现场显示,可选择模拟量,开关量及RS485输出,方便的与相关设施接口。它不必接触工业介质就能满足大部分物位测量要求,从而彻底地解决了压力式、电容式、浮子式等传统测量方式带来的缠绕、堵塞、泄露、介质腐蚀、维护不便等缺点。

应用:水及污水处理、泵房、集水井、生化反应池、沉淀池等,电力、矿山、灰浆池、煤浆池、水处理等

工作原理

超声波液位计是测量一个超声波脉冲从发出到返回整个过程所需的时间。超声波液位/物位计垂直安装在物体的表面,它向物面发出一个超声波脉冲,经过一段时间,盛恩超声波液位计的传感器接收到从料面反射回的信号,信号经过变送器电路的选择和处理,根据超声波发出和接收的时间差,计算出料面到传感器的距离。

超声波液位计的技术优势:超声波料位计是非接触测量方式,多种传感器材质,内置全量程温度补偿。超声波料位计适合测量各类粉状、块状固体介质的料位高度。

超声波物位计原理及相关技术问答

缆式液位计,DB102-G1TE4005杆式/缆式液位变送器,采用陶瓷传感器。不锈钢加长杠,过程连接方式分螺纹与法兰连接。具有防爆型和本安型。DB102-G1TE4005杆式/缆式液位变送器引进德国恩德斯豪斯公司的最新传感技术,采用无中介液陶瓷传感器,无机械可动部件,具有长期稳定化好等技术优势。德国E H超声波液位厂家直销的原理和应用E H超声波物位计也称超声波液位计,E H超声波水位计,E H超声波料位计。是一种优良的非接触的界面测量设备。适合石油、化工、自来水、污水处理、水利水文、钢铁、煤矿、电力、交通以及食品加工等行业。它安装,操作简便,适用性广,价格低廉。是一种物美价廉的物位物位、液位测量设备。E H超声波物位计的原理: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。 用探头到罐底的距离-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4~20mA电流信号、1~5V电压信号输出。或者通过485通信,H a r t通信,G P R S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,已修正声速。超声物位计的测量原理。德国E H超声波液位厂家直销运用的系统框:在系统运用中,由超声波物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。德国E H超声波液位厂家直销的主要的几个技术指标1、量程和盲区:量程和盲区是反映超声物位计的两个重要的指标。量程代表的是这个物位计能测量的最大范围。反映的是换能器的灵敏度。也就是说,量程越大,灵敏度越高。大部分厂家标称的量程都是针对平整液面来说的,也就是说实际测量的时候,液位波动,表面有漂浮物,测量是固体料位,有粉尘,有蒸汽,都是有可能导致量程不能达到标称的值。比如50m量程的设备,如果测玉米的时候,实际只能测到2 0m。盲区是反映换能器好坏的重要指标。盲区也成死区,超声液位计测量不到的一段距离,它是由于超声换能器的余震造成的。比如盲区3 0 c m,也就是说,在液体更探头的距离小于3 0 c m的时候,将会出现不能测量的情况。那么相同量程的产品,盲区越小,说明这个换能器的设计越好。对一些密闭罐体或者短量程的测量来说 ,安装会越方便。因此盲区成为相同量程产品衡量换能器做得好坏的一个重要指标。2、温度和精度。温度范围大部分标称是-2 0 ~6 0℃这个范围。因为大部分用液晶显示的物位计,液晶屏的工作温度只能在这个范围,超出这个范围,液晶显示都会出现不正常现象。如果不考虑液晶显示的限制,一般都可以做到-4 0~8 0℃的范围。压电陶瓷有个居里温度约300度。居里温度的一般是安全温度,所以一般情况下,超声换能器的工作温度很难超过150度。当超过150℃温度的时候,很容易对里面的压电陶瓷损坏。因此150度可以看成是一个绝对破坏温度。另外超声波换能器制造过程用的部分材料,不能在1 0 0℃以上的温度长时间工作。大部分换能器的极限温度是1 0 0℃ 。为什么把精度和温度放在一起考虑,因为在空气中,温度测量误差1℃,对声速的影响是0.6m/S,20℃,1个大气压下声速约为340m/S。因此可以算出,对测量误差的影响是0.17%,也就是说,如果温度测量误差3℃,物位测量误差就超过大部分厂家0.5%的标称范围。因此实际0.5%的精度针对的是常温常压下的。对偏高和偏低的温度,都有可能导致测量精度超过0.5%的情况。有温度梯度,温度变化快的场合,测量误差也会因此增大。另外对测量精度影响最大的是气体成份。也就是说在一些挥发性液体的场合,因为液体的挥发导致空气成分变化,接着导致气体声速变化引起的测量误差。E H超声波液位计安装方便、结构简单、经济耐用。E H超声波液位计的工作原理是通过一个可以发射能量波的装置发射能量波,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位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理,最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后反射,反射回来的超声波信号通过电子模块检测,通过专用软件加以处理,分析发射超声波和回波的时间差,结合超声波的传播速度,可以精确计算出超声波传播的路程,进而可以反映出液位的情况。 E H超声波液位计工作原理 用静压测量原理: 当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力公式为:Ρ = ρ .g.H Po式中: P :变送器迎液面所受压力 ρ:被测液体密度 g :当地重力加速度 Po :液面上大气压 H :变送器投入液体的深度 同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po ,使传感器测得压力为:ρ .g.H ,显然 , 通过测取压力 P ,可以得到液位深度。 使用E H超声波液位计注意事项 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。 E H超声波液位计性能优点: 其机械结构对过载及腐蚀性介质具有高抵抗性高精度、长期稳定的陶瓷电容和进口扩散硅测量单元密封的电子模块及双滤波压力补偿系统可抵抗气候现场变化的影响电子模块可输出4...20mA信号并同时带有过压保护的模块选择集成的温度传感器Pt100可同时进行物位及温度的测量相应的附件可提供完整的测量方案浮球液位变送器广泛使用于炼油、化工、造纸、食品、及污水处理等行业。能对开口、密闭容器或地下池槽里的介质液位在仪表控制室内进行显示、报警和控制。被检测的介质可为水、油、酸、碱、工业污水等导电及非导电液体,并能克服液体的泡沫所造成的假液位的影响。

由超声波物位计测量液位的高度并转换成标准信号送到控制中心,探头向被测物体发射一束超声波脉冲。技术原理

一、原理 超声波物位计由超声波传感器及电子变送器单元构成。传感器安装于容器上部,在电子单元控制下,传感器向被测物体发射一束超声波脉冲。声波被物体表面反射,并被传感器接收转换成电信号。从超声波发射到重新被接收,其时间与传感器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CPU的运算就可得出物位值。

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。

二、技术问答 1. 超声波物位计适于什么样的应用环境?通常应用于温度在-40℃~95℃之间、压力在3Bar以下的场所进行液位或料位的测量。在常温、常压的情况下,选择超声波物位计测量液体液位是##的选择,具有工作可靠、安装简便、使用周期长、免维护的特点,并具有相对的价格优势。由于超声波物位计在测量物位时,与被测介质不接触,同时为全密闭防腐结构,因此对于粘稠的、腐蚀性的、浑浊的等各种液体的液位测量,效果##。

技术问答

2. 对于密闭容器内的挥发性的液体的液位测量,应注意那些事项?应注意两点: a 容器内气体声速可能与空气中的声速不同,如液位计不能对声速进行修正,则会出现一定的误差; b 挥发性的液体会在超声波液位计探头表面凝结,阻挡声波的收发,要求液位计具有可变功率控制功能。我公司产品能够满足以上要求,并有大量的实践应用。3. 超声波物位计对固体料位的效果如何吗?使用超声波物位计进行料位测量是可行的,有足够的应用经验和成功实例。在对料位进行测量时,应选择好安装位置,选择料面相对平整的位置;对于粉末状的料位,可选择功率更大的物位计进行测量。4. 对于液面剧烈波动的液体,如何使用超声波液位计进行液位测量?有三种可行的办法: a 选用具有自动功率控制功能的超声波液位计 b 选用更大量程的超声波液位计 c 在液体中加入塑料管,测量塑料管内液位

1. 超声波物位计适于什么样的应用环境?

5. 两线制超声波物位计与三线制超声波物位计有和不同?两线制超声波物位计其供电与信号输出共用一个回路,仅使用两条线即可,为标准的变送器形式,不足之处是发射功率相对略微微弱一些。三线制超声波物位计实际上为四线制,其供电与信号输出回路分离,各使用两条线,当它们负端共地相连时,通常使用三条线即可。其优势是发射功率较大。6. 什么是超声波物位计的盲区?超声波物位计在发射超声波脉冲时,不能同时检测反射回波。由于发射的超声波脉冲具有一定的时间宽度,同时发射完超声波后传感器还有余振,期间不能检测反射回波,因此从探头表面向下开始的一小段距离无法正常检测,这段距离称为盲区。被测的最高物位如进入盲区,仪表将不能正确检测,会出现误差。如有需要,可以将物位计加高安装。7. 超声波物位计是超声波液位计和超声波料位计的统称。当用于测量液体液位时,通常称为超声波液位计。当用于测量固体料位时,通常称为超声波料位计。

通常应用于温度在-40℃~100℃之间、压力在3Bar以下的场所进行液位或料位的测量。在常温、常压的情况下,选择超声波物位计测量液体液位是##的选择,具有工作可靠、安装简便、使用周期长、免维护的特点,并具有相对的价格优势。由于超声波物位计在测量物位时,与被测介质不接触,同时为全密闭防腐结构,因此对于粘稠的、腐蚀性的、浑浊的等各种液体的液位测量,效果##。

2. 对于密闭容器内的挥发性的液体的液位测量,应注意那些事项?

应注意两点: a 容器内气体声速可能与空气中的声速不同,如液位计不能对声速进行修正,则会出现一定的误差; b 挥发性的液体会在超声波液位计探头表面凝结,阻挡声波的收发,要求液位计具有可变功率控制功能。我公司产品能够满足以上要求,并有大量的实践应用。

3. 超声波物位计对固体料位的效果如何吗?

使用超声波物位计进行料位测量是可行的,有足够的应用经验和成功实例。在对料位进行测量时,应选择好安装位置,选择料面相对平整的位置;对于粉末状的料位,可选择功率更大的物位计进行测量。

4. 对于液面剧烈波动的液体,如何使用超声波液位计进行液位测量?

有三种可行的办法: a 选用具有自动功率控制功能的超声波液位计 b 选用更大量程的超声波液位计 c 在液体中加入塑料管,测量塑料管内液位

5. 两线制超声波物位计与三线制超声波物位计有和不同?

两线制超声波物位计其供电与信号输出共用一个回路,仅使用两条线即可,为标准的变送器形式,不足之处是发射功率相对略微微弱一些。三线制超声波物位计实际上为四线制,其供电与信号输出回路分离,各使用两条线,当它们负端共地相连时,通常使用三条线即可。其优势是发射功率较大。

6. 什么是超声波物位计的盲区?

超声波物位计在发射超声波脉冲时,不能同时检测反射回波。由于发射的超声波脉冲具有一定的时间宽度,同时发射完超声波后传感器还有余振,期间不能检测反射回波,因此从探头表面向下开始的一小段距离无法正常检测,这段距离称为盲区。被测的最高物位如进入盲区,仪表将不能正确检测,会出现误差。如有需要,可以将物位计加高安装。

7. 在工程设计选型时,最应注意的问题是什么?

要选择一个好的安装位置,设计合适的安装接口。

① 安装位置要尽可能选择液面平稳、料面平整的位置,同时远离扶梯、进料口、出料口,尽可能与容器壁保持较远的距离,远离搅拌器。

② 安装接口要求开口尺寸足够大,当为法兰安装时,法兰下面的接管长度要设计合理,对于我公司的10米、12米量程的物位计,接管长度应不大于15cm,选择DN80以上的法兰口。对于15米、20米、30米和40米量程的物位计,接管长度应不大于20cm;选择DN200以上的法兰口。对于8米以下量程的物位计,对接管长度无要求,可适当设计,以消除盲区的影响,并选择DN65以上的法兰口。

8. 超声波物位计是超声波液位计和超声波料位计的统称。当用于测量液体液位时,通常称为超声波液位计。当用于测量固体料位时,通常称为超声波料位计。

应用

在现场实际运用超声波物位计时,会有各种因素对其稳定、可靠的测量产生影响,下面我们将结合实际,讲述各种干扰对超声波物位计选用、使用、安装的影响。超声波流量计

介质及环境温度的影响

超声波从物料表面反射时,其反射频率会受到物料温度的影响而发生变化,为了补偿这一变化,超声波探头内装有温度传感器,当探头向处理器发送反射信号的同时,也把温度信号送到微处理器,处理器将自动补偿由于温度对料位测量的影响。

此外,为了保证探头的可靠工作,要求环境温度不超过60℃。

搅拌器对物位计测量的影响

如果物料容器内装搅拌器,它同样会反射超声波信号,造成假反射回波,并被传送到微处理器。微处理器将根据统计学原理处理真假面具回波,所以要求超声波从物料表面反射的回波应至少为从搅拌器臂反射的回波的3倍。适当降低搅拌器的转速,或将探头偏离搅拌中心,都可以有效消除搅拌器产生的假面反射对料位测量的影响。

超声波物位计测量料位的极限值

1)最高料位

当一束超声波脉冲向物料表面传送过程中,若收到从物料表面来的反射波,将无法进行测量,这段距离就是盲区。物料最高料位不得高于盲区。

2)最低料位

最低料位也就是使超声波能到达的距离传感器的最远距离,并且使反射回波能被传感器接收。由于超声波在传播过程中的衰减以及物料表面对声波的吸收,这一传播距离对物料性质依赖性很强,对于DU33来说,可测液体范围为25m,固体范围为15m。

总之,只要仪表选型、安装适当,超声波物位计的应用效果还是比较满意的。

王春燕

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