外置式超聲波液位計在實際中的應用
一、超聲波的工作原理
HS-2000外置式超聲波液位計采用了雷達的回波測距原理，結合公司的數字信號處理技術，克服了儲罐壁的影響，高精度的非接觸測量罐內的液位。儀表以我公司獨立開發的超聲波處理技術為系統內核，實現了超高速的數字信號處理功能。處理后的液位高度數值準確，無需 CPU 再作分析、比較、判斷。CPU 獲取液位數值后，可送 NVRAM 存儲、送數碼顯示器顯示。此外儀表可輸出4～20mA 標準信號或通過 RS-485 接口將測量結果輸出至上位計算機（或二次表）。
超聲波液位計的探頭安裝在受測液體的上方,探頭受電激勵后,通過空氣向其下的液體發射超聲波,超聲波將被液體反射,回波被探頭接收和監測,并被轉換為電信號。超聲波在發射和接收之間所需的時間是與探頭和液體表面之間的距離成比例的,例如間距D是由聲波速度C和傳輸時間t所決定的如公式(1)所示:
D=C*t/2 (1)
正常情況下聲波在空氣中的傳播速率為340m/s,如果傳輸時間為10ms,則相對應的傳輸距離為3.4m,因此間距為1.7m。超聲波液位計實際測量的是液面變化的高度,通過預先對超聲波液位計的設定,可換算成實際液體的深度。
二、超聲波液位計應用簡介
北京華舜電子北方有限公司的外置式超聲波液位計設計精巧,安裝使用方便,精度高,經久耐用,抗干擾性質好,可單獨使用,也可與計算機PLC相連接使用。外置式超聲波液位計主要型號是HS-2000系列。可根據客戶實際工況情況選型配置。HS-2000系列超聲波液位計由儀表和探頭兩部分組成,可應用于各種不同的場合。
1.液位計儀表
超聲波液位計儀表面板上有數字顯示和參數設置觸模按鍵;儀表下部有多組接線端子,分別連接220V電源、繼電器和傳感器探頭等設備。液位計的儀表部分一般應垂直安裝在墻上適當的高度,一定要安裝牢固,方便用戶觀察和進行設置操作。
2.液位計探頭及其安裝
●對于鐵質容器，可以給探頭工作端面涂上硅脂并用磁性吸盤將其直接貼在容器底部即可；若容器外殼是玻璃等其它材料，可以用膠將探頭粘貼固定或用支架固定于容器底部。探頭指向須與所測距離在同一直線上；
●探頭正上方無盤管等遮擋物；
●遠離罐底進液口，以避免進液劇烈流動對測量的影響；
●遠離罐頂進液口下方位置，以避免進液沖擊使液面劇烈波動影響測量；
●高于出液口或排污口，以避免罐底長期沉積污物對測量產生不利影響。如不滿足條件，則應有措施保證定期清除罐底污物；
●液位測量頭用磁性或焊/粘接固定方式安裝時，容器壁上的安裝表面尺寸應不小于Ф100mm的圓面，表面粗糙度應達到 1.6，傾斜度應小于 3°(旁通管除外)；
3.產品特點
非接觸式測量：工業儀表中的測量方式
●精度高、反應靈敏
●適用面很廣：可用于有毒的、強腐蝕性的、高壓力的、各種復雜工況、以及火暴炸性氣體環境下的各種液體介質測量
●安裝方便、操作簡單
●安裝可不停產、不清罐、不動火
●儀表不需要定期標定
●儀表工作可靠、性能穩定
●儀表不需要使用方維修、免維護
●使用壽命長
●智能型、電子儀表
●抗*力強
●技術參數
4．1性能
●量程規格：3m、5m、10m、20m、30m
●顯示分辨率：1mm
●短時間重復性：1mm
●測量誤差：1‰（罐壁過厚、壓力溫度不穩可能影響精度）
●遷移量：±10 m
●液晶屏顯示：6 位 LCD
4．2供電
●24V DC, ±15%,10W
4．3接線形式
●四線制（兩根電源線、兩根信號線）
4．4接口
●模擬輸出：4～20mA，zui大負載 750Ω
●通訊接口：RS-485
4．5外殼
●結 構：鑄鋁
●防護等級：IP65
●防爆標志：ExdIICT6
4．6環境條件
●主機使用環境溫度：-20℃～+70℃
●超聲波探頭使用環境溫度:-50℃～+100℃
●濕度：15%～100% RH
注：若溫度低于-20℃時，建議給主機增加保溫措施（加保溫層或伴熱裝置）
三.應用條件
5．1介質純凈度
●液體中不能充滿密集氣泡
●液體中不能懸浮大量固體，如結晶物
●液體中不能沉積大量沉淀物
5．2介質粘度
●動力粘度<10mPa?S。10mpaS<動力粘度<30mPaS時可能會使儀表量程減小；動力粘度>30mPaS時不能測量
注：隨溫度升高粘度降低，大部分高粘度的液體受溫度影響更為明顯，所以在測量有粘度液體時就應注意液體溫度影響。
四.外置式超聲波液位計的現場安裝及圖示
由于超聲波液位計具有許多特點,尤其是非接觸式測量因而可以廣泛應用在化工企業的反應器、反應罐等容器和各種需要計算流量的管道、水渠中。目前還廣泛應用于江、河湖、海的水位測量,不僅測量準確還可連續測量和詳細記錄水文資料,而且避免了在下暴雨時和汛期人工去水邊看水位標尺的困難和危險。大大減輕了水文觀測人員的勞動強度,提高了監測的科學性。
