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超聲波物位計的工作原理及故障原因

作者:辰森儀表 瀏覽量:2354 來源: 時間:2021-05-07 16:43:49

信息摘要:

超聲波物位計是一種由微處理器控制的非接觸式連續物位測量儀。安裝簡單,測量方便,不受液體粘度和密度的影響。由于它沒有機械運動部件,可靠性更高,維護工作量更少,因此在物位測量中得到廣泛應用。

  超聲波物位計是一種由微處理器控制的非接觸式連續物位測量儀。安裝簡單,測量方便,不受液體粘度和密度的影響。由于它沒有機械運動部件,可靠性更高,維護工作量更少,因此在物位測量中得到廣泛應用。但測量精度相對較低,測量中存在盲區,不能在壓力容器中測量,也不能用于測量揮發性介質。正是由于超聲波物位計本身的局限性,如果在使用過程中不加以注意,很容易出現一些故障。為了幫助用戶更好地使用超聲波物位計,本文重點介紹了超聲波物位計的工作原理和故障原因。

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  一、超聲波物位計的測量原理

  在超聲波物位計的測量中,超聲波脈沖由傳感器(換能器)發出,經物體表面反射后,由同一傳感器(換能器)接收,并轉換成電信號。傳感器(傳感器)和被測物位之間的距離由超聲波發射和接收之間的時間來計算。

  因此,超聲波物位計利用測量回波距離的原理,根據超聲波的發射和接收進行測量。

  由于超聲波的發射和接收是一次往返,實際測量的距離值用公式表示:S=CT/2。其中s為測得的距離值,c為聲速,t為傳播時間。

  超聲波在空氣中的傳播速度是固定的,水池的深度或水箱的高度也是固定的。實際物位是水池或水箱等容器的深度減去超聲波測量的距離,即物位或物位的高度。從而實現了物位的超聲波測量。

  二、超聲波物位計故障原因

  1.由超聲波傳播速度c引起的測量不準確

  由于超聲波在不同介質中的傳播速度C不同,例如在0時,聲波在空氣中的傳播速度約為331米/秒,在水蒸氣中的傳播速度為403米/秒,傳播速度C也會隨著壓力和溫度的變化而變化。當溫度為100時,聲波在空氣中的傳播速度從0時的331米/秒增加到387米/秒,測量探頭越靠近液面的傳播速度。這樣,由于傳播速度C的變化和不確定性引起的測量誤差,必須通過物理校準或壓力和溫度補償來減小測量誤差?,F在有很多帶壓力和溫度補償功能的測量探頭。當壓力和溫度穩定時,也可以通過將壓力和溫度值設置為當前值來直接補償。

  2.電源電壓波動導致測量不準確

  對于單探頭測量裝置,發射器和接收器都使用同一測量探頭,因此在發射超聲波時,當對探頭施加較高的激勵電壓時,盲區距離會增大,可能會超出測量范圍;當探頭上的電壓過低時,由于測量距離長,可能收不到返回信號,導致運行異?;驕y量誤差。此時,需要將電源電壓調整到額定值,使探頭正常工作。

  3.選擇的測量范圍不合適

  由于超聲波在傳播過程中存在盲區距離和衰減,超聲波測量物位有一定的測量范圍,但沒有限制,因此應選擇合適的探頭和工作模式。

  4.測量傳播介質引起的故障

  在測量中,當傳播介質包含大的液滴顆粒時,超聲波在遇到這些液滴時會散射和反射,這些液滴也會吸收超聲波,導致超聲波衰減,從而導致測量誤差或使測量探頭無法工作。這種現象在中國北方比較常見,尤其是冬季。當這些液滴附著在測量探頭表面時,危害會更大。一方面,測量探頭不會工作;另一方面,如果時間過長,液滴可能會腐蝕探頭表面,使測量探頭無法使用。因此,應及時進行通風和擦拭,并安裝過濾裝置,在測量探頭上安裝防護罩。當液滴顆粒很小且沒有附著在探針表面時,也可以通過使用大功率探針或雙探針測量方法來解決。

  5.測量物位引起的故障

  當被測物位附著其他雜質或物位非常不規則時,超聲波遇到漫反射或光束反射到其他方向,但返回到測量探頭的超聲波很少,超出了測量探頭的靈敏度范圍,導致測量探頭無法測量光束,無法反射,無法正常工作。此時,導線應放置在測量探針下方,以包圍井。

  6.安裝方法導致的故障

  超聲波物位計有盲點,就像人眼一樣。盲點是物體離眼睛很近,但看不清楚。這個距離叫做盲點。

  超聲波物位計的盲區根據量程不同而不同。范圍越小,盲區越小,范圍越大,盲區越大。但一般在30cm到50cm之間。因此,安裝超聲波物位計時必須考慮盲區。

  超聲波物位計的測量探頭(傳感器)應垂直安裝在合適的位置。當安裝傾斜時,測量探頭發出的超聲波束會反射到其他方向。此時,測量探頭在沒有接收到超聲波束的情況下無法正常工作,因此應進行校正并重新安裝。當測量探頭離物位太近或太遠時,也會影響測量。因此,測量探頭應安裝在離物位合適的位置,使物位高度變化的范圍在測量探頭的測量范圍內,更高 物位應在盲區內。

  Uson-11系列超聲波物位計采用微處理器程序控制技術和智能信號處理技術,使測量高效準確。電磁兼容設計符合IEC61000-4(GB/T17626.2)標準,確保物位計在強干擾的惡劣、噪聲大的工業環境中穩定可靠地工作。有三個可用范圍:5m、10m和15m。一般測量范圍為5m/10m時,其盲區0.3m,測量范圍為15m時,其盲區 0.6m.

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