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超聲波物位計的主要技術指標
2020-11-10
超聲波物位計也稱超聲波液位計，超聲波水位計，是一種優良的非接觸的界面測量設備，適用于石油、化工、電力、自來水、污水處理、水利水文、食品加工等行業。它安裝簡便，適用性廣，是一款物美價廉的液位測量設備。由于超聲波的主要技術指標關乎其具體應用，所以為更好地應用超聲波物位計，了解超聲波物位計的主要技術指標就顯得必不可少。
一、量程和盲區
量程和盲區是反映超聲波物位計的兩個重要指標。
量程代表的是這個物位計能測量的最大范圍，反映的是換能器的靈敏度。也就是說，量程越大，靈敏度越高。大部分廠家標稱的量程都是針對平整液面來說，但在實際測量的時候，液位波動，表面有漂浮物，有粉塵、有蒸汽，這些因素都有可能導致量程不能達到標稱值。
二、溫度和精度
超聲波物位計的溫度范圍大部分標稱是-20～60℃的范圍。因為大部分用液晶顯示的物位計，液晶屏的工作溫度只能在這個范圍，超出該范圍，液晶顯示都會出現不正常的現象。如果不考慮液晶顯示的限制，一般都可以做到-40～80℃的范圍。
另外，壓電陶瓷有個居里溫度約300℃。居里溫度一般是安全溫度，一般情況下，超聲換能器的工作溫度很難超過150℃，當超過150℃時，容易損壞里面的壓電陶瓷，因此150℃可以看成是一個絕對破壞溫度。另外，超聲換能器制造過程用的部分材料，不能在100℃以上的溫度長時間工作。因此大部分換能器的極限溫度是100℃。
為什么把精度和溫度放在一起考慮？因為在空氣中，溫度的測量誤差為1℃，對聲速的影響是0.6m/s，20℃，1個大氣壓下聲速約為340m/s。由此可以算出，對測量誤差的影響是0.17%。如果溫度測量誤差超過3℃，物位測量誤差就超過大部分廠家0.5%的標稱范圍。實際上，0.5%的精度是針對常溫常壓下的，對偏高或偏低的溫度，都有可能導致測量精度超過0.5%的情況。在溫度梯度，溫度變化快的場合，測量誤差也會增大。另外，對測量精度影響最大的是氣體成分，如在一些揮發性液體的場合，液體的揮發導致空氣成分變化，接著導致氣體聲速變化，最后引起測量誤差。
三、供電方式和信號輸出方式
供電方式一般是交流電源95～230V AC，24V DC四線制，24V DC二線制三種。輸出方式有：顯示界面，電流4～20mA，電壓1～5V，通信方式：485通信，Hart通信，GPRS通信等。
四、安裝方式和銳度角
安裝一般有法蘭和螺紋兩種安裝方式。一般情況下不推薦使用吊裝，因為吊裝容易受風的影響引起測量誤差。安裝的時候，一般都要考慮盲區的影響，我們要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區。為了避開盲區，用加長導管安裝的時候，必須注意探頭輻射面兩端與導管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側出現第一個極小值之間的夾角）。大部分物位計用的換能器都可以看成一個圓型活塞陣。波束角不是越小越好，因為對大量程的產品來說，波束角太小，那么要垂直對準液面就比較困難。
五、壓力
在負壓的情況下，一般不推薦用超聲測量，因為超聲傳播是通過氣體來實現的。負壓力意味著里面的空氣稀薄，超聲在稀薄空氣下傳播，一個是聲速會變化，引起測量誤差，二是稀薄空氣里面，聲波衰減增大，導致測量量程減小甚至不能測量。
正壓力主要是探頭結構的影響，只要探頭結構沒有問題，不會引起漏氣現象，在大的壓力情況下超聲物位計是可以工作的。
六、腐蝕性
腐蝕性主要考驗的是超聲波物位計探頭的材質。在弱酸弱堿的環境下，使用普通的塑料外殼就可以。聚四氟乙烯的外殼，可以耐大部分的強酸強堿，所以在強酸強堿的情況下，最好使用聚四氟乙烯外殼。值得注意的是，如果被測物質有比較強的腐蝕性和揮發性，用一體超聲波物位計的時候，最好把電路板進行膠縫。因為大部分可以防水的殼體，都不能防氣體，氣體一旦進入設備里面后，會腐蝕電路板。
一、量程和盲區
量程和盲區是反映超聲波物位計的兩個重要指標。
量程代表的是這個物位計能測量的最大范圍，反映的是換能器的靈敏度。也就是說，量程越大，靈敏度越高。大部分廠家標稱的量程都是針對平整液面來說，但在實際測量的時候，液位波動，表面有漂浮物，有粉塵、有蒸汽，這些因素都有可能導致量程不能達到標稱值。
二、溫度和精度
超聲波物位計的溫度范圍大部分標稱是-20～60℃的范圍。因為大部分用液晶顯示的物位計，液晶屏的工作溫度只能在這個范圍，超出該范圍，液晶顯示都會出現不正常的現象。如果不考慮液晶顯示的限制，一般都可以做到-40～80℃的范圍。
另外，壓電陶瓷有個居里溫度約300℃。居里溫度一般是安全溫度，一般情況下，超聲換能器的工作溫度很難超過150℃，當超過150℃時，容易損壞里面的壓電陶瓷，因此150℃可以看成是一個絕對破壞溫度。另外，超聲換能器制造過程用的部分材料，不能在100℃以上的溫度長時間工作。因此大部分換能器的極限溫度是100℃。
為什么把精度和溫度放在一起考慮？因為在空氣中，溫度的測量誤差為1℃，對聲速的影響是0.6m/s，20℃，1個大氣壓下聲速約為340m/s。由此可以算出，對測量誤差的影響是0.17%。如果溫度測量誤差超過3℃，物位測量誤差就超過大部分廠家0.5%的標稱范圍。實際上，0.5%的精度是針對常溫常壓下的，對偏高或偏低的溫度，都有可能導致測量精度超過0.5%的情況。在溫度梯度，溫度變化快的場合，測量誤差也會增大。另外，對測量精度影響最大的是氣體成分，如在一些揮發性液體的場合，液體的揮發導致空氣成分變化，接著導致氣體聲速變化，最后引起測量誤差。
三、供電方式和信號輸出方式
供電方式一般是交流電源95～230V AC，24V DC四線制，24V DC二線制三種。輸出方式有：顯示界面，電流4～20mA，電壓1～5V，通信方式：485通信，Hart通信，GPRS通信等。
四、安裝方式和銳度角
安裝一般有法蘭和螺紋兩種安裝方式。一般情況下不推薦使用吊裝，因為吊裝容易受風的影響引起測量誤差。安裝的時候，一般都要考慮盲區的影響，我們要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區。為了避開盲區，用加長導管安裝的時候，必須注意探頭輻射面兩端與導管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側出現第一個極小值之間的夾角）。大部分物位計用的換能器都可以看成一個圓型活塞陣。波束角不是越小越好，因為對大量程的產品來說，波束角太小，那么要垂直對準液面就比較困難。
五、壓力
在負壓的情況下，一般不推薦用超聲測量，因為超聲傳播是通過氣體來實現的。負壓力意味著里面的空氣稀薄，超聲在稀薄空氣下傳播，一個是聲速會變化，引起測量誤差，二是稀薄空氣里面，聲波衰減增大，導致測量量程減小甚至不能測量。
正壓力主要是探頭結構的影響，只要探頭結構沒有問題，不會引起漏氣現象，在大的壓力情況下超聲物位計是可以工作的。
六、腐蝕性
腐蝕性主要考驗的是超聲波物位計探頭的材質。在弱酸弱堿的環境下，使用普通的塑料外殼就可以。聚四氟乙烯的外殼，可以耐大部分的強酸強堿，所以在強酸強堿的情況下，最好使用聚四氟乙烯外殼。值得注意的是，如果被測物質有比較強的腐蝕性和揮發性，用一體超聲波物位計的時候，最好把電路板進行膠縫。因為大部分可以防水的殼體，都不能防氣體，氣體一旦進入設備里面后，會腐蝕電路板。
TAGS : 超聲波物位計
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