由于外貼超聲波液位開關的非接觸測量原理,從理論上講,它適用于各種工藝過程中的物位測量,但在應用中,它會受到各種因素如安裝位置、溫度、壓力、濕度以及被測介質表面的泡沫、浪涌等的影響。另外,超聲波的傳輸距離和指向性與聲波頻率有關,且互相制約,因此,這種測量方式不適合遠距離測量。在實際應用中,應根據測量要求和工況選擇合適的儀表,以達到好的測量效果。
選型
根據需要和工況選擇合適的型號是保證測量結果準確可靠的重要條件。
1.大測量范圍 可以配置5m、10 m、15m等不同型號的換能器。在選擇換能器時,需要考慮被測物料的特性、界面上介質性質、環境情況和生產系統的操作條件。超聲波發射后的衰減程度和界面反射特性對測量范圍有很大影響。當超聲波衰減快,界面反射差時,為避免超聲波探頭接收到的超聲波信號過弱,而無法與噪音信號區分,就要增大換能器的發射功率。
在液位測控系統改造過程中,根據需要選擇了不同型號的換能器,如:粗格柵渠深9.5米,選用了XPS-10型換能器,大測量范圍為10 米;集水池池深11.5米,選用了XPS-15型換能器,大測量范圍為15米;細格柵廊道深2米,選用了大測量范圍為5米的單探頭液位計。
2.溫度補償 超聲波探頭是采用具有聲電效應的材料制成的,當高于一定溫度時,壓電元件將失去效應,而不能使用。一般超聲波換能器在-20-80℃工作條件下較合適。另外,由于超聲波測量物位是基于被測物料界面上傳遞超聲波的介質中聲速C為定值,在實際應用中,介質的聲速除決定于介質的成分外,還受溫度的影響。隨季節的變化,環境溫度變化很大,為保證測量精度,應選擇帶溫度補償外貼超聲波液位開關。
(3)聲速校正 物料界面上傳遞聲速的介質性質和成分影響測量結果,為適應不同的測量介質, Minirangerplus內部配置了聲速校正系統,以校正由于介質的成分變化而引起的誤差。具體操作如下:在Minirangerplus程序中輸入實際的測量值,Minirangerplus通過比較輸入的實際測量值(距離)與其本身超聲測量值(時間)計算聲速,并采用此聲速進行后續測量。
四、換能器的安裝 檢測儀表能否獲得準確的測量數據,不僅與儀表本身的精度有關,而且與儀表的安裝和調試有關。正確的安裝除了可以獲得更為準確的檢測數據外,還可以保證儀表工作穩定,維護方便。
超聲波物位檢測儀在安裝時要注意以下幾點: 1.超聲波換能器應安裝在只能“看見”被測介質表面的地方,使聲波在容器、儲罐和料倉中傳送時不會遇到擋板、攪拌器、倉壁等物體生成干擾,產生測量誤差;
2.超聲波換能器在其傳送和接收的脈沖之間,有一部分自身不能識別的盲區,為了測量可靠,測量對象的高物位應該在盲區之外;
3.測量儲倉內固體料位時,要考慮固體物料在界面上是不平整的,通常在進料口的物料高于儲倉周邊,因此,換能器應安裝在能反映物料平均高度的位置上;
4.安裝換能器的另一要點是避免零反射。超聲波換能器對準罐底或卸料口的斜壁時,超聲脈沖發射出來,卻收不到回波,檢測儀就發出報警或調節到大限度,而且,有把干擾回波作為物位回波接收的危險。解決這一問題的有效辦法,就是在液體儲罐底部放一塊小型的反射板或將換能器安裝在靠近罐中線處。
5.超聲波換能器和檢測儀之間應采用屏蔽電纜連接,且屏蔽線兩端接地,以避免電噪聲的干擾
什么是外貼超聲波液位開關的工作盲區?當物體離眼睛較近且角度一定的時候,反而看不清楚了或者看不見,在這一范圍就叫做盲區。外貼超聲波液位開關的盲區也如同人眼的盲區一樣。
外貼超聲波液位開關的工作原理,是根據超聲波的發射和接收來實現的。超聲波在空氣中傳輸的速度是一定的,超聲波發射出去,然后接收液面或物面反射回來的波,從發射開始計時,到接收到回波結束。超聲波在空氣中傳輸的時間就定了。因為是一個來回,那實際距離就是距離的一半。池子的深度或罐體的高度是一定的。那實際液位就是池子的深度減去外貼超聲波液位開關測量的距離,就是液位或物位的高度了。由此,就實現了超聲波測量液位或者物位了。
外貼超聲波液位開關的盲區,根據量程的不同,盲區也不同。量程小,則盲區小,量程大,則盲區大。但一般都在 30cm-50cm之間。所以一般在安裝外貼超聲波液位開關的時候盲區一定是要考慮進去的。在特殊場合,會要求盲區很小,這個時候可以考慮小盲區外貼超聲波液位開關,其盲區一般只有4-6cm。但其量程也相對較小,只有0.6m。在很多液位測量的領域,因為空間的限制,安裝條件的限制,需要盲區很小的外貼超聲波液位開關。
外貼超聲波液位開關液位進入盲區,通常會顯示二次回波對應的液位位置。舉例而言,如果盲區是0.3m,液面至換能器(或探頭)表面的距離是0.2m,則液位計會顯示對應空間距離為0.4m的液位值。由于在測量液位時,液面反射良好,因此外貼超聲波液位開關發出的聲脈沖,經液面反射后,回波到達換能器(或探頭)表面后又會被重新反射回液面,并被再次反射回換能器并接收,這時的回波即為二次回波。如果反射條件良好,還可能收到多次回波(多次往返的回波)。