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超声波物位计介绍

[点击量:2989][来源:新葡萄京娱乐app下载]

2012-11-09

 基本定义
 
        什么是超声波物位计?首先我们先看看物位的定义:“物位”是指各种设备和容器中液体或固体物料的表面位置。由于物料的性质不同物位又分为液位和料位:
        1、液位指设备和容器中液体介质表面的高低。
        2、料位指设备和容器中所储存的块状,颗粒或粉末状固体物料的堆积高度。
        因此所谓超声波物位计其实就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,通常称之为超声波液位计;当用于测量固体料位时,通常称之为超声波料位计。

基本原理
 
        超声波物位计是利用换能器中压电晶体发射超声波,并接收从物位表面反射回来的回波,通过测量超声波发射及接收的时间间隔,计算超声波的传输距离,从而完成物位的准确测量。   
   
主要指标

       1、量程。代表超声波物位计所能测量的最大范围,反映的是换能器的灵敏度。量程越大,灵敏度越高。超声波物位计可以配置4、6、8、10、20、30m等不同量程的换能器。当超声波衰减快,界面反射差时,为避免超声波探头接收到的超声波信号过弱,而无法与噪音信号区分,就需要增大换能器的发射功率。
        2、盲区。也叫死区,就是超声波物位计测量不到的一段距离。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。相同量程的产品,盲区越小,就说明这个换能器的设计越好。
        3、温度。正常范围是-10~60摄氏度。虽然压电陶瓷的极限工作温度一般是150摄氏度,但超声波物位计在制造过程中的大多数材料都不能在100摄氏度以上的温度长期工作。
        4、精度。主要受温度变化影响较大,为保证测量精度,大多数超声波物位计都带有温度补偿功能。另外在气体成分的变化也会对超声波物位计的精度产生影响,比如一些挥发性的液体,挥发后导致空气成分变化,导致气体的声速变化,引起测量误差。在常温常压以及不受外部环境干扰情况下,大部分厂家可以将精度控制在0.5%以内。
        5、两线制与三线制。两线制超声波物位计其供电(DC24v)与信号输出(DC4-20mA)共用一个回路,也就是仅使用两条线即可,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(DC24v)与信号输出(DC4-20mA)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。

优势与缺陷

超声波物位计的优势:
1、超声波传播速度比较稳定,光线、介质粘度、湿度、介电常数、电导率、热导率等对检测几乎无影响,因此适用于有毒、腐蚀性或高粘度等特殊场合的物位测量;
2、超声波物位计与介质不接触,无可动部件,电子元件只以声频振动,振幅小,仪器寿命长;
3、不仅可进行连续测量和定点测量,还能方便地提供遥测或遥控信号;
4、能测量高速运动或有倾斜晃动的液体的液位,如置于汽车、飞机、轮船中的液位。

超声波物位计缺陷:
1、当超声波传播介质密度发生变化,声速也将发生变化,严重影响测量精度;
2、超声波物位计对温度压力比较敏感,所以一般需要在常温常压下测量。
3、有些物质对超声波有强烈吸收作用,选用测量方法和测量仪器时要充分考虑液位测量的具体情况和条件。

应用领域

         超声波物位计由于成本低、方便易用,广泛应用于石油、化工、自来水、污水处理、水利、钢铁、煤矿、电力、交通以及食品加工等行业。以下列举一些具体用途的例子:
        1)检测汽车油箱的汽油的液位;2)在装瓶厂用于检测瓶子; 3)在食品加工厂用于探测和控制液罐内的液位; 4)在包装线上通过监控两个滚轴之间的张力来控制材料的传输速度; 5)检测汽车发动机组上的销钉; 6)放入水中检测淤泥的高度;7)超声波液位开关;8)检测污水池液位的高度。
 
 

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