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超聲波液位計(jì)測(cè)量影響因素及常見(jiàn)問(wèn)題分析
2019-09-16
【計(jì)為自動(dòng)化 專注物位測(cè)量】超聲波液位計(jì)是集超聲、電子、軟件于一身的高科技產(chǎn)品，是工業(yè)、食品、水利水電等行業(yè)液位測(cè)量的理想儀表。超聲波液位計(jì)還是一種智能型的非接觸式物位測(cè)量?jī)x表，具有溫度補(bǔ)償功能，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，大大提高了儀表的測(cè)量精度，且對(duì)干擾回波有抑制功能，可保證測(cè)量結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。本文將探討分析超聲波液位計(jì)測(cè)量影響的因素及其常見(jiàn)問(wèn)題，為相關(guān)工程技術(shù)人員更好地使用和維護(hù)超聲波液位計(jì)提供參考。
（1）壓力和溫度對(duì)超聲波液位計(jì)的影響。超聲波液位計(jì)通常不可安裝于壓力容器內(nèi)，因?yàn)槿绻袎毫Υ嬖冢瑒t會(huì)影響其探頭對(duì)液位的測(cè)量。除此之外，壓力與溫度之間也有一定的關(guān)系：T=KP（K為常數(shù)），所以壓力的變化影響著溫度的變化，進(jìn)而影響著聲速的變化。為了補(bǔ)償這一變化，計(jì)為Uson-11超聲波液位計(jì)探頭內(nèi)專門裝有溫度傳感器，可以對(duì)溫度的影響進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。當(dāng)探頭向處理器發(fā)送反射信號(hào)的同時(shí)，也把溫度信號(hào)送到微處理器，處理器將自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度對(duì)液位測(cè)量的影響。如果將超聲波液位計(jì)安裝于戶外，建議采用加裝遮陽(yáng)罩等措施來(lái)減弱溫度因素對(duì)儀表產(chǎn)生的測(cè)量影響。
（2）盲區(qū)對(duì)超聲波液位計(jì)的影響。盲區(qū)是超聲波液位計(jì)測(cè)量液位的極限值，因此被測(cè)液面的最高液位不得高于盲區(qū)。超聲波液位計(jì)的測(cè)量盲區(qū)大小與超聲波的測(cè)量距離有關(guān)，一般量程小，則盲區(qū)小；量程大，則盲區(qū)大。
（3）水蒸汽、霧氣對(duì)超聲波液位計(jì)的影響。因?yàn)樗羝瓤諝庖p，會(huì)上升飄浮到罐部，形成了對(duì)超聲波脈沖有吸收和散射作用的蒸汽層，且附在超聲波液位計(jì)探頭上的水珠會(huì)使探頭發(fā)出的超聲波發(fā)生折射，致使發(fā)射和接收的時(shí)間差不正確，最終導(dǎo)致計(jì)算出的液位不準(zhǔn)確。因此，若被測(cè)液體介質(zhì)容易產(chǎn)生水蒸汽或霧氣，則不適用超聲波液位計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，除非加置導(dǎo)波管、在探頭表面涂抹潤(rùn)滑劑，或?qū)⒊暡ㄒ何挥?jì)傾斜安裝，使得水珠無(wú)法掛住。
二、超聲波液位計(jì)測(cè)量中的常見(jiàn)問(wèn)題
（1）瞬時(shí)值波動(dòng)大
瞬時(shí)值波動(dòng)大表現(xiàn)為信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)大和本身測(cè)量值波動(dòng)大兩方面。
解決辦法：調(diào)整好探頭位置，提高信號(hào)強(qiáng)度保證信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定，如本身值波動(dòng)大，則建議重新選定安裝位置。
（2）開機(jī)后儀表僅有背光，無(wú)任何字符顯示
解決辦法：開機(jī)后儀表僅有背光，無(wú)其他任何字符顯示此情況一般為程序芯片出錯(cuò)，建議把儀器發(fā)回原廠進(jìn)行處理。
（3）超聲波液位計(jì)的變送器數(shù)值波動(dòng)很大
解決辦法：考慮三種情況，一是傳感器的喇叭口有結(jié)冰現(xiàn)象，二是可能有懸浮物干擾，三是環(huán)境中有電磁場(chǎng)干擾。建議將儀表安裝遠(yuǎn)離變頻器、變頻電動(dòng)機(jī)、大功率電動(dòng)設(shè)備和強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，并有良好的接地線；若如果不能遠(yuǎn)離，則要在液位計(jì)的外面裝金屬的儀表箱來(lái)隔絕屏蔽，且該儀表箱也需要接地。
一、超聲波液位計(jì)測(cè)量結(jié)果的影響因素
在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，影響超聲波液位計(jì)測(cè)量結(jié)果的因素有很多，一般主要有以下三個(gè)方面：（1）壓力和溫度對(duì)超聲波液位計(jì)的影響。超聲波液位計(jì)通常不可安裝于壓力容器內(nèi)，因?yàn)槿绻袎毫Υ嬖冢瑒t會(huì)影響其探頭對(duì)液位的測(cè)量。除此之外，壓力與溫度之間也有一定的關(guān)系：T=KP（K為常數(shù)），所以壓力的變化影響著溫度的變化，進(jìn)而影響著聲速的變化。為了補(bǔ)償這一變化，計(jì)為Uson-11超聲波液位計(jì)探頭內(nèi)專門裝有溫度傳感器，可以對(duì)溫度的影響進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。當(dāng)探頭向處理器發(fā)送反射信號(hào)的同時(shí)，也把溫度信號(hào)送到微處理器，處理器將自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度對(duì)液位測(cè)量的影響。如果將超聲波液位計(jì)安裝于戶外，建議采用加裝遮陽(yáng)罩等措施來(lái)減弱溫度因素對(duì)儀表產(chǎn)生的測(cè)量影響。
（2）盲區(qū)對(duì)超聲波液位計(jì)的影響。盲區(qū)是超聲波液位計(jì)測(cè)量液位的極限值，因此被測(cè)液面的最高液位不得高于盲區(qū)。超聲波液位計(jì)的測(cè)量盲區(qū)大小與超聲波的測(cè)量距離有關(guān)，一般量程小，則盲區(qū)小；量程大，則盲區(qū)大。
（3）水蒸汽、霧氣對(duì)超聲波液位計(jì)的影響。因?yàn)樗羝瓤諝庖p，會(huì)上升飄浮到罐部，形成了對(duì)超聲波脈沖有吸收和散射作用的蒸汽層，且附在超聲波液位計(jì)探頭上的水珠會(huì)使探頭發(fā)出的超聲波發(fā)生折射，致使發(fā)射和接收的時(shí)間差不正確，最終導(dǎo)致計(jì)算出的液位不準(zhǔn)確。因此，若被測(cè)液體介質(zhì)容易產(chǎn)生水蒸汽或霧氣，則不適用超聲波液位計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，除非加置導(dǎo)波管、在探頭表面涂抹潤(rùn)滑劑，或?qū)⒊暡ㄒ何挥?jì)傾斜安裝，使得水珠無(wú)法掛住。
二、超聲波液位計(jì)測(cè)量中的常見(jiàn)問(wèn)題
（1）瞬時(shí)值波動(dòng)大
瞬時(shí)值波動(dòng)大表現(xiàn)為信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)大和本身測(cè)量值波動(dòng)大兩方面。
解決辦法：調(diào)整好探頭位置，提高信號(hào)強(qiáng)度保證信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定，如本身值波動(dòng)大，則建議重新選定安裝位置。
（2）開機(jī)后儀表僅有背光，無(wú)任何字符顯示
解決辦法：開機(jī)后儀表僅有背光，無(wú)其他任何字符顯示此情況一般為程序芯片出錯(cuò)，建議把儀器發(fā)回原廠進(jìn)行處理。
（3）超聲波液位計(jì)的變送器數(shù)值波動(dòng)很大
解決辦法：考慮三種情況，一是傳感器的喇叭口有結(jié)冰現(xiàn)象，二是可能有懸浮物干擾，三是環(huán)境中有電磁場(chǎng)干擾。建議將儀表安裝遠(yuǎn)離變頻器、變頻電動(dòng)機(jī)、大功率電動(dòng)設(shè)備和強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，并有良好的接地線；若如果不能遠(yuǎn)離，則要在液位計(jì)的外面裝金屬的儀表箱來(lái)隔絕屏蔽，且該儀表箱也需要接地。
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