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技術(shù)文章-超聲波
發(fā)布時(shí)間:2024-03-04 09:28:01 人氣: 269
超聲波液位計(jì)又稱超聲波水位計(jì)、超聲波物位計(jì),是一種安裝簡(jiǎn)便、適用性廣、性價(jià)比高、性能優(yōu)良的非接觸式液位測(cè)量設(shè)備,在石油、化工、污水處理、水利水文及食品加工等行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。由于超聲波液位計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)其具體應(yīng)用有著直接影響,所以了解超聲波液位計(jì)的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些就顯得頗為必要。
一、超聲波液位計(jì)的量程和盲區(qū)
量程和盲區(qū)是反映超聲波液位計(jì)的兩個(gè)重要指標(biāo)。其中,量程反映的是換能器的靈敏度,代表的是液位計(jì)能測(cè)量的*大范圍。也就是說(shuō),量程越大,靈敏度越高。大部分的廠家標(biāo)稱的量程都是針對(duì)平整液面來(lái)說(shuō),但在實(shí)際測(cè)量的時(shí)候,液位波動(dòng),表面有漂浮物,有粉塵、有蒸汽,這些都有可能導(dǎo)致量程不能達(dá)到標(biāo)稱值。
二、超聲波液位計(jì)的溫度和精度
超聲波液位計(jì)的溫度范圍大部分標(biāo)稱是-20~60℃的范圍。這也是用液晶顯示的大部分液位計(jì),其液晶屏的工作溫度范圍,超出該范圍,液晶顯示都會(huì)無(wú)法正常顯示。如果不是液晶顯示受限,一般都能做到-40~80℃的溫度范圍。
另外,壓電陶瓷有個(gè)居里溫度約300℃。居里溫度一般是安全溫度,一般情況下,換能器的工作溫度很難超過(guò)150℃,一旦超過(guò)150℃,里面的壓電陶瓷就很容易損壞,因此150℃可以看成是一個(gè)絕對(duì)破壞溫度。另外,換能器制造過(guò)程用的部分材料,也不能在100℃以上的溫度長(zhǎng)時(shí)間工作。所以這就使得100℃成為大部分換能器的*限溫度。
之所以要把精度和溫度放在一起考慮,是因?yàn)樵诳諝庵?,溫度的測(cè)量誤差為1℃時(shí),其對(duì)聲速的影響是0.6m/s,在20℃,1個(gè)大氣壓下,聲速約為340m/s。所以,在溫度變化較快的場(chǎng)合,測(cè)量的誤差也會(huì)增大。
此外,對(duì)測(cè)量精度影響*較的還有氣體成分。譬如,在一些揮發(fā)性液體的場(chǎng)合,液體的揮發(fā)導(dǎo)致空氣成分發(fā)生變化,接著導(dǎo)致氣體聲速的變化,*后引起測(cè)量誤差。
三、供電方式和信號(hào)輸出方式
供電方式一般有交流電源95~230V AC,24V DC四線制,24V DC二線制三種。通信方式有:485通信,Hart通信,GPRS通信等。輸出方式有:顯示界面,電流4~20mA,電壓1~5V。
四、安裝方式
超聲波液位計(jì)一般有螺紋和法蘭兩種安裝方式。不推薦使用吊裝方式安裝,因?yàn)榈跹b易受風(fēng)的影響,引起測(cè)量誤差。安裝時(shí),還要考慮盲區(qū)的影響,要在物理上保證*高液面到探頭表面的距離大于盲區(qū)。為避開盲區(qū),在用加長(zhǎng)導(dǎo)管安裝的時(shí)候,必須注意探頭輻射面兩端與導(dǎo)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(cè)出現(xiàn)*一個(gè)*小值之間的夾角)。
一般來(lái)說(shuō),大部分超聲波液位計(jì)用的換能器都可以看成一個(gè)圓型活塞陣。對(duì)大量程的產(chǎn)品來(lái)說(shuō),波束角并非越小越好,因?yàn)椴ㄊ窃叫?,垂直?duì)準(zhǔn)液面就越困難。
五、正負(fù)壓力
負(fù)壓情況下,一般不推薦使用超聲波測(cè)量,因?yàn)槌暡ㄊ墙柚鷼怏w來(lái)實(shí)現(xiàn)傳播的。負(fù)壓情況下的空氣較為稀薄,超聲波在稀薄空氣下傳播,一是聲速會(huì)變化,引起測(cè)量誤差,二是稀薄的空氣里,聲波衰減增大,致使測(cè)量量程減小甚至無(wú)法測(cè)量。
正壓力主要考慮探頭結(jié)構(gòu)的影響,只要探頭結(jié)構(gòu)不存在問(wèn)題,沒(méi)有漏氣現(xiàn)象,在大的壓力情況下超聲液位計(jì)也是可以工作的。
六、腐蝕性和揮發(fā)性
腐蝕性主要考驗(yàn)的是超聲波液位計(jì)探頭的材質(zhì)。一般來(lái)說(shuō),在弱酸弱堿的環(huán)境中,使用普通的塑料外殼完全沒(méi)有問(wèn)題。但在強(qiáng)酸強(qiáng)堿的情況下,則*好使用能夠耐大部分強(qiáng)酸強(qiáng)堿的聚四氟乙烯外殼。
另外,還需注意的是,如果被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性和揮發(fā)性較強(qiáng),在用一體式超聲波液位計(jì)時(shí),*好對(duì)電路板進(jìn)行膠縫處理。因?yàn)榇蟛糠址浪畾んw,都不能防止氣體進(jìn)入,而氣體進(jìn)入設(shè)備后,則存在腐蝕電路板的風(fēng)險(xiǎn)。
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