超声波液位计工作原理:
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介质**一束超声波脉冲。声波被介质表面反射,部分反射回波由探头接收并转换为电信号(如4-20mA信号),从声波**到声波反射回来被接收,其时间与探头至被测介质的距离成正比。电子单元检测该时间,并根据已知的声速计算被测距离,通过减法运算就可得出物位值。超声波在液体、固体中衰减很小,因而穿透能力强,尤其是在对光不透明的固体中,超声波可穿透几十米的长度,碰到杂质或界面就会有显著的反射,超声波液位计就是利用它的这一原理而工作的。由于温度对声速有影响,所以仪表应测量温度以修正声速,也就是常说的温度补偿。
超声波液位计由三部分组成:超声波换能器、处理单元、输出单元。
特点:1、相比超声波液位计,雷达液位计的测量范围较大,其可用于高度较高的大型储罐、塔槽、水槽中的液位测量。 虽然超声波液位计在某些特定情况下也可用于测量固体物位,但对于煤粉仓、灰渣库等低介电常数并伴有粉尘的物料而言,换能器所**出去的超声波会产生较大的哀减,因此在该工况下一般不选用超声波液位计,建议选择高频雷达液位计,并选配抛物面天线等此类的大尺寸小波束角天线。 2、雷达液位计采用电磁波,因其**不需要传播媒介,所以能够在真空环境中应用。相反,超声波液位计所**的机械波则需要借助传播媒介,所以不能在真空环境中应用。 3、对于液氨、浓盐酸等易挥发或扩散形成雾气的储罐的液位测量,或者是液面可能产生泡沫(例如循环水池)的工况,选用导波雷达液位计较为理想,但如储罐的尺寸较小,建议采用高频雷达液位计。 相比雷达液位计,超声波液位计的测量精度较低,但从性价比方面而言,因雷达液位计产生高频电磁波的电子电路较为复杂,使得产品成本较高,因此超声波液位计的性价比要**雷达液位计。在对精度要求不是特别高或被测液面状态较为理想时(如表面平静的脱盐水储罐、点火油罐等),超声波液位计较为经济和实用。 雷达液位计和超声波液位计均能较好用于液位测量,但实际应用中的具体选用哪种液位计,应根据过程工况、介质特性,并结合安装条件、使用环境等因素而定。
超声波液位计的应用注意以下几点:
1、超声波液位计的盲区,当拿到超声波液位计时,先查看一下仪表的盲区,他和超声波液位计的安装高度有着密切的关系,安装高度必须满足:液位时的液位面距离液位计的距离应大于盲区值。
2、超声波液位计有测量距离的功能,它是检查测量功能是否正常的重要依据,测量距离功能完好,说明该液位计完好。其次根据超声波液位计的量程(较确切的说应该是测量距离的能力,即**功率,量程只是和输出信号有关的一个电参数)比如:仪表测量距离能力是5米,当**平面(液面)离开超声波液位计**口的距离是5米加盲区的值时,测得距离应该等于实际距离,说明仪表完好。这就是安装设置时为什么要求在低水位时进行,在高液位设置完好,不一定在低液位运行正常,所以,安装设置必须在低液位时进行,这样才能够保证液位在任何状态下工作正常。
3、注意测量周围环境,比如:储存罐内是否有梯子,管道,以及管壁是否有小台阶(很不平整现象)等等,有必要时可以起用虚假目标学习(或称为遇阻学习)功能,以便仪表识别该假目标。
4、如果仪表用在寒冷的北方,可以选配附加严寒自适应功能,可以在-40°不死机。
5、在真空状态下不能测量,因为声音在真空中不能传播,因为声音的传播需要介质,真空中没有介质,声音是机械波,机械波是由于物体振动产生的。而机械波的传播要靠介质如:空气,水等等。
6、不可在温工况下测量。
7、测量介质雾化,影响其测量的准确性。
8、气体流动影响其测量。
9、工况压力必须**3Kg/Cm2。
10、储槽内如有泡沫现象,会造成测量误差。
根据GB 50093-2013 《自动化仪表工程施工及质量验收规范》12.2.11要求,储罐液位计、料面计可在安装完成后,直接模拟物位进行校准。
我们在安装前*对它进行校正,说白了我们也想不到什么好的办法对它进行校正。但是在安装前我们可以对它进行通电测试,顺便用Hart475手操器对它进行量程、位号、单位、显示之类的参数进行规划。这样做的目的可以减少后面回路测试时的工作量,还可以检查出来这台表在运输途中有没有受到颠簸以致损坏。
工厂在建设初期,条件比较恶劣,一般采用24VDC明纬电源给仪表供电用于单机测试。这样接线仪表回路是没有电阻的,所以必须在回路中串入250Ω电阻,或者用可调电阻箱供给阻值,否则无法与仪表通讯(连接方式详如下)。
接线注意事项:
通常情况下超声波液位计有二线制与四线制两种接法,左图为二线制接法:1号端子接负,2号端子接正。右图为四线制接法 :1号端子接电源线正,2号端子接电源正,5号端子接显示正,6号端子接显示负。
二线制接线时注意仪表端子与电源线正负不能接反,否则变送器无数据显示。
四线制接线时注意电源端子与显示端子不能接错,需按照顺序接入仪表端子。
温度对声速有影响,实际上声速不仅受温度影响还与气体的密度、湿度、气压、噪声、空气中的悬浮物等因素有关。因此在实际应用当中仅利用测量温度的方法进行补偿还有诸多不足,且在温度测量过程中也会存在一些误差。因此温度补偿方法只适用于一般应用,而无法满足高精度测量。也正是因为如此,在石化行业超声波液位计通常应用于敞口容器或水池等不需要高精度测量液位的设备上。
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