外置式超声波液位计在实际中的应用

一、超声波的工作原理
   HS-2000外置式超声波液位计采用了雷达的回波测距原理，结合公司的数字信号处理技术，克服了储罐壁的影响，高精度的非接触测量罐内的液位。仪表以我公司独立开发的超声波处理技术为系统内核，实现了超高速的数字信号处理功能。处理后的液位高度数值准确，无需 CPU 再作分析、比较、判断。CPU 获取液位数值后，可送 NVRAM 存储、送数码显示器显示。此外仪表可输出4～20mA 标准信号或通过 RS-485 接口将测量结果输出至上位计算机（或二次表）。

超声波液位计的探头安装在受测液体的上方,探头受电激励后,通过空气向其下的液体发射超声波,超声波将被液体反射,回波被探头接收和监测,并被转换为电信号。超声波在发射和接收之间所需的时间是与探头和液体表面之间的距离成比例的,例如间距D是由声波速度C和传输时间t所决定的如公式(1)所示:
D=C*t/2 (1)
   正常情况下声波在空气中的传播速率为340m/s,如果传输时间为10ms,则相对应的传输距离为3.4m,因此间距为1.7m。超声波液位计实际测量的是液面变化的高度,通过预先对超声波液位计的设定,可换算成实际液体的深度。

二、超声波液位计应用简介

北京华舜电子北方有限公司的外置式超声波液位计设计精巧,安装使用方便,精度高,经久耐用,抗干扰性质好,可单独使用,也可与计算机PLC相连接使用。外置式超声波液位计主要型号是HS-2000系列。可根据客户实际工况情况选型配置。HS-2000系列超声波液位计由仪表和探头两部分组成,可应用于各种不同的场合。
1.液位计仪表
  超声波液位计仪表面板上有数字显示和参数设置触模按键;仪表下部有多组接线端子,分别连接220V电源、继电器和传感器探头等设备。液位计的仪表部分一般应垂直安装在墙上适当的高度,一定要安装牢固,方便用户观察和进行设置操作。
2.液位计探头及其安装
 

●对于铁质容器，可以给探头工作端面涂上硅脂并用磁性吸盘将其直接贴在容器底部即可；若容器外壳是玻璃等其它材料，可以用胶将探头粘贴固定或用支架固定于容器底部。探头指向须与所测距离在同一直线上；

●探头正上方无盘管等遮挡物；

●远离罐底进液口，以避免进液剧烈流动对测量的影响；

●远离罐顶进液口下方位置，以避免进液冲击使液面剧烈波动影响测量；

●高于出液口或排污口，以避免罐底长期沉积污物对测量产生不利影响。如不满足条件，则应有措施保证定期清除罐底污物；

●液位测量头用磁性或焊/粘接固定方式安装时，容器壁上的安装表面尺寸应不小于Ф100mm的圆面，表面粗糙度应达到 1.6，倾斜度应小于 3°(旁通管除外)；

3.产品特点

非接触式测量：工业仪表中的测量方式

●精度高、反应灵敏

●适用面很广：可用于有毒的、强腐蚀性的、高压力的、各种复杂工况、以及火暴炸性气体环境下的各种液体介质测量

●安装方便、操作简单

●安装可不停产、不清罐、不动火

●仪表不需要定期标定

●仪表工作可靠、性能稳定

●仪表不需要使用方维修、免维护

●使用寿命长

●智能型、电子仪表

●抗*力强

●技术参数

4．1性能

●量程规格：3m、5m、10m、20m、30m

●显示分辨率：1mm

●短时间重复性：1mm

●测量误差：1‰（罐壁过厚、压力温度不稳可能影响精度）

●迁移量：±10 m

●液晶屏显示：6 位 LCD

4．2供电

●24V DC, ±15%,10W

4．3接线形式

●四线制（两根电源线、两根信号线）

4．4接口

●模拟输出：4～20mA，zui大负载 750Ω

●通讯接口：RS-485

4．5外壳

●结  构：铸铝

●防护等级：IP65

●防爆标志：ExdIICT6

4．6环境条件

●主机使用环境温度：-20℃～+70℃

●超声波探头使用环境温度:-50℃～+100℃

●湿度：15%～100% RH

注：若温度低于-20℃时，建议给主机增加保温措施（加保温层或伴热装置）

三.应用条件

5．1介质纯净度

●液体中不能充满密集气泡

●液体中不能悬浮大量固体，如结晶物

●液体中不能沉积大量沉淀物

5．2介质粘度

●动力粘度<10mPa?S。10mpaS<动力粘度<30mPaS时可能会使仪表量程减小；动力粘度>30mPaS时不能测量

注：随温度升高粘度降低，大部分高粘度的液体受温度影响更为明显，所以在测量有粘度液体时就应注意液体温度影响。

四.外置式超声波液位计的现场安装及图示
   由于超声波液位计具有许多特点,尤其是非接触式测量因而可以广泛应用在化工企业的反应器、反应罐等容器和各种需要计算流量的管道、水渠中。目前还广泛应用于江、河湖、海的水位测量,不仅测量准确还可连续测量和详细记录水文资料,而且避免了在下暴雨时和汛期人工去水边看水位标尺的困难和危险。大大减轻了水文观测人员的劳动强度,提高了监测的科学性。