PDF《超声波物位计的原理和运用》

3、 压力. 在负压的情况下,一般不推荐用超声测量,因为超声传播 是通过气体来实现的.负压力意味着里面的空气稀薄,超声在稀 薄空气下传播,一个是声速会变化,引起测量误差,二是稀薄空 气里面,声波衰减增大,导致测量量程减小甚至不能测量. 正压力主要是探头结构的影响,只要探头结构没有问题. 不会引起漏气现象.那么在大的压力情况下超声物位计是可以工 作的.

4、 腐蚀性:物位计的腐蚀性主要考验的是探头的材质.在弱 酸弱碱的环境下,普通的塑料外壳就可以了.用聚四氟乙烯的 外壳,可以耐大部分的强酸强碱.这里要注意的是,如果被测 物质有比较强的腐蚀性和挥发性,那么用一体物位计的时候, 最好把电路板进行胶峰.因为大部分的可以防水的壳体,都不 能防气体.气体进入一体设备里面后,会俯视电路板.

5、 方向性和安装结构 安装结构一般有法兰和螺纹两种安装方式. 不推荐使用吊 装.因为吊装容易受风的影响.但安装的时候,一般要考虑盲区 的影响. 我们要在物理上保证最高液面到探头表面的距离大于盲 区.为了避开盲区,用加长导管安装的时候,必须注意的是,探 头辐射面两端与导管端面两端形成的夹角必须大于换能器的锐 度角. (锐度角:波束两侧出现第一个极小值之间的夹角)大部分物 位计用的换能器都可以看成一个圆型活塞阵. 那么锐度角的角度可以 通过下面的公式计算出来:换能器锐度角的计算公式:θ = 2arcsin(0.61λ/a).产品标称的是一般是换能器的半功率角.半功率角 的计算公式为:θ-3dB=2arcsin(0.26λ/a).这样就可以验证一下厂家标 称的波束角是否是真实的.波束角不是越小越好,因为对大量程的 产品来说,波束角太小,那么要垂直对准液面则比较困难. λ= 波长 = 声速/频率 a=半径,是换能器的辐射面的半径

6、 供电方式和信号输出方式:供电方式一般是交流电源9 5~230VAC, 24VDC四线制, 24VDC两线制三种. 输出方式有:显示界面,电流4~20mA,电压1~5V, 通信方式485通信,Hart通信,GPRS通信等.

三、超声物位计现场使用时候的安装注意事项

1、垂直 换能器安装的时候, 要保证换能器的发射面和要被探测的平 面平行,这样声波就可以垂直发射到被测物体表面.这样可以保 证最大的能量返回. 技巧: 如果现场环境有蒸汽, 容易形成水珠附在探头的表面, 并且探头的量程比实际要测量的距离大比较多.那么可以倾斜

3 度左右,这样可以避免水珠结水的影响.

2、 盲区 最高液位到超声液位计探头表面的距离应该大于探头的 盲区. 这里需要注意的是: 我们的盲区是在比较理想的状态下 测得的.因此如果我们的安装的是封闭的灌体,那么盲区值最好 加大 20%.如果因为液位会搅动,用了很长的导管来安装,那么 盲区值最好也加大 20%为了避开盲区,我们经常会用加长导管 的方式来避开盲 在利用加长导管安装的时候,必须保证角度AOB>

探 头的锐度角. A o B 超声探头加长导管

3、 罐壁和障碍物 如果罐壁是光滑的,并且液位降低的时候,不会出 现挂料的情况,那么大部分距离灌壁30cm的距离安 装就可以.如果灌壁是粗糙的,那么探头安装的位置要 远离灌壁.灌底不是平面的,那么在零液位的时候可能 出现误测.如果是圆锥型底面,可以考虑把探头安装在 圆锥顶点正上方.对于圆型的横杆,只要距离超过1m, 直径不超过5cm,影响不大.否则尽量避开.但对平 面的横杆,灌壁有直角的情况,要尽量的避开.