超聲波液位計(jì)的作用與原理及安裝事項(xiàng)
文章出處：http://www.han-ling.com.cn/責(zé)任編輯：消防檢測儀器設(shè)備人氣：760發(fā)表時間：2020-09-21 14:07:27
超聲波液位計(jì)是一種非接觸式液體液位測量儀?？捎糜跍y量各種容器或管道內(nèi)液體的液位高低和流量大小，也可以用于水渠、水庫、江河和湖海水位的測量中，尤其適用于污水、有腐蝕性的場合，如城市排水泵站攔污柵前后水位的測量。由于城市污水腐蝕性強(qiáng)，若采用接觸式壓力水位計(jì)，必須將傳感器探頭插入污水中，這樣探頭很快就會腐蝕壞，影響正常的測量。此外，超聲波液位計(jì)測量精度高，安裝維護(hù)簡便，可以同時測量水位、水位差和流量等，并具有計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口等特點(diǎn)，因此得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。 超聲波液位計(jì)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(fā)射超聲波，超聲波將被液體反射，回波被探頭接收和監(jiān)測，并被轉(zhuǎn)換為電信號。超聲波在發(fā)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。間距D是由聲波速度C和傳輸時間t所決定的，如公式所示： D = C · t / 2 正常情況下聲波在空氣中的傳播速率為340 m/s，如果傳輸時間為10 ms，則對應(yīng)的傳輸距離為3.4 m，因此間距為1.7 m。超聲波液位計(jì)實(shí)際測量的是液面變化的高度，通過預(yù)先對超聲波液位計(jì)的設(shè)定，可換算成實(shí)際的液體深度。
聲波是屬于聲音的類別之一，屬于機(jī)械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波，高于20KHz則稱為超聲波聲波。
在全球，超聲波廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。賽福瑞家用超聲治療機(jī)屬于超聲波治療學(xué)的運(yùn)用范疇。
（一）工程學(xué)方面的應(yīng)用：水下定位與通訊、地下資源勘查等
（二）生物學(xué)方面的應(yīng)用：剪切大分子、生物工程及處理種子等
（三）診斷學(xué)方面的應(yīng)用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等
（四）治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等
超聲波的作用
玻璃零件.玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事,如果把這些物品放入清洗液中,再通入超聲波,清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢,能夠很快清洗干凈.
雖然說人類聽不出超聲波，但不少動物卻有此本領(lǐng)。它們可以利用超聲波“導(dǎo)航”、追捕食物，或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔，它們?yōu)槭裁丛跊]有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢？原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達(dá)站”。蝙蝠正是利用這種“聲吶”判斷飛行前方是昆蟲，或是障礙物的。而雷達(dá)的質(zhì)量有幾十,幾百,幾千千克,,而在一些重要性能上的精確度.抗干擾能力等,蝙蝠遠(yuǎn)優(yōu)與現(xiàn)代無線電定位器.深入研究動物身上各種器官的功能和構(gòu)造,將獲得的知識用來改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備,這是近幾十年來發(fā)展起來的一門新學(xué)科,叫做仿生學(xué).
我們?nèi)祟愔钡降谝淮问澜绱髴?zhàn)才學(xué)會利用超聲波，這就是利用“聲吶”的原理來探測水中目標(biāo)及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。此時人們向水中發(fā)出一系列不同頻率的超聲波，然后記錄與處理反射回聲，從回聲的特征我們便可以估計(jì)出探測物的距離、形態(tài)及其動態(tài)改變。醫(yī)學(xué)上最早利用超聲波是在1942年，奧地利醫(yī)生杜西克首次用超聲技術(shù)掃描腦部結(jié)構(gòu)；以后到了60年代醫(yī)生們開始將超聲波應(yīng)用于腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷不可缺少的工具。
超聲波液位計(jì)安裝的合理安裝是其可靠工作的關(guān)鍵。物位計(jì)安裝于容器的上方，探頭發(fā)射面垂直指向液面或料面。若為密閉容器，應(yīng)采用法蘭式安裝。其他情況可采用簡單的支架安裝。法蘭式安裝應(yīng)根據(jù)物位計(jì)上的螺紋尺寸配制法蘭。
一.超聲波液位計(jì)安裝要求
超聲波發(fā)射時，具有一個很小的擴(kuò)散角．在其擴(kuò)散角內(nèi)如有其他物體阻擋，會產(chǎn)生反射，如反射很強(qiáng)會造成測量錯誤．
安裝位置盡量遠(yuǎn)離凹凸不平的容器壁，遠(yuǎn)離容器內(nèi)的扶梯、注液（料）口、攪拌葉片等能夠阻擋聲波的物體。
如果是密閉容器，容器上的法蘭應(yīng)符合以下要求：
要求法蘭內(nèi)口徑最好大于120mm，法蘭接管長度小于100mm，接管內(nèi)壁光滑，下邊沿為側(cè)面最好包敷軟質(zhì)塑料薄膜。法蘭內(nèi)口徑應(yīng)大于70mm,法蘭接管盡可能短一些,接管內(nèi)壁光滑，下邊沿為光滑的圓弧形。法蘭內(nèi)口徑應(yīng)大于200mm，如法蘭接管長度大于100mm，則要求接管內(nèi)壁光滑，下邊沿為光滑的圓弧形。
若安裝位置處的法蘭不滿足上術(shù)要求，而安裝后儀表工作不穩(wěn)定，液位值向大的數(shù)值跳動或始終為一個大的數(shù)值，可采取如下方法處理：
在法蘭口位置向容器內(nèi)插入一個塑料管，一直到容器底部，固定牢靠。塑料管應(yīng)平直，內(nèi)壁光滑，在其上下各開一孔，以保證管內(nèi)外液位相同。塑料管的內(nèi)徑尺寸要求如下：
管內(nèi)徑大于55mm 大于 50mm對于小量程，可更小 建議改造安裝，若存在液面波動大，或有浮球、有阻擋聲波的物體等情況，均可以向容器內(nèi)加入一個塑料管，使聲波僅在塑料管內(nèi)傳播，保證測量穩(wěn)定可靠。
安裝應(yīng)保證液面或料面不進(jìn)入物位計(jì)盲區(qū)。
如果需要可以將物位計(jì)加高安裝。加高時所用的對接管內(nèi)壁要光滑，其內(nèi)徑應(yīng)不大于容器法蘭口內(nèi)徑。
法蘭式安裝時，為物位計(jì)所配制的法蘭盤應(yīng)為塑料材質(zhì)。最好的方法是在訂貨時說明安裝法蘭的大小尺寸，由廠家直接配制。
物位計(jì)探頭發(fā)射面應(yīng)垂直指向液面或料面，安裝時要盡可能對準(zhǔn)目標(biāo)。
遠(yuǎn)離易產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾的設(shè)備。
二.超聲波液位計(jì)接線
接線時需將遮線板取下，露出整個接線端子。使用“一”字小螺絲刀進(jìn)行接線。
三.超聲波液位計(jì)通電工作
儀表通電后首先顯示為HLUC，數(shù)秒鐘后顯示物位值，同時指示燈每1秒閃亮一次。
物位計(jì)實(shí)際測量的是探頭至液面或料面的距離，之后換算出液位或料位值，掌握這一原理很重要。
按SEL鍵可以查看測距值、溫度值。
同時按下MOV、SEL鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，設(shè)定安裝高度、量程，之后根據(jù)需要設(shè)定上限、下限，設(shè)定完畢再按一次SEL鍵。然后同時按下MOV、SEL鍵返回測量狀態(tài)。儀表將顯示正確的物位值，輸出正確的電流信號，高低位開關(guān)信號。
如果測量有誤，請參閱下節(jié)“故障處理”解決。
四.超聲波液位計(jì)故障處理
故障現(xiàn)象故障原因解決方法
儀表不顯示、不工作 供電錯誤接線錯誤 檢查DC24v供電是否正確檢查接線是否正確
儀表有顯示、不工作物位計(jì)未對準(zhǔn)液面或料面液面波動幅度很大料面急不平整液面有較厚的泡沫層液體排空、物料排空后容器底部不是平面超出測量量程范圍調(diào)整物位計(jì)對準(zhǔn)方向,可用水平校對在容器中加入塑料管(見安裝一節(jié))該用更大量程的物位計(jì)該用更大量程的物位計(jì)或其他測量方式加液或加料后自然恢復(fù)工作改用更大量程的物位計(jì)
儀表顯示不穩(wěn)定或測量值有大的偏差物位進(jìn)入盲區(qū)供電不穩(wěn)定有強(qiáng)的電磁干擾有阻擋聲波的物體在物位計(jì)上配制了金屬法蘭盤探頭發(fā)射面或側(cè)面與金屬接觸加高安全裝物位計(jì)或防止物位過高改善供電給物位計(jì)接大地或加屏蔽 改變安裝位置或加入塑料管改用塑料法蘭盤使用橡膠墊與金屬隔離。
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