超声波液位计测距原理
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见,超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为:L=C×T
式中L为测量的距离长度;C为超声波在空气中的传播速度;T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量,虽然目前的测距量程上能达到百米,但测量的精度往往只能达到厘米数量级。
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点,是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度,但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因,提高测量时间差到微秒级,以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后,我们设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度.
超声波液位计测量原理
超声波物位计的工作原理是由换能器(探头)发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来,部分反射回波被同一换能器接收,转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播,从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示:S=CxT/2。
由于发射的超声波脉冲有一定的宽度,使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭,无法识别,不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。
由于采用了先进的微处理器和独特的EchoDiscovery回波处理技术,超声波物位计可以应用于各种复杂工况。换能器内置温度传感器,可实现测量值的温度补偿。
超声波换能器采用声学匹配之技术,使其发射功率能更有效地辐射出去,提高信号强度,从而实现准确测量。
超声波液位计安装要求:
换能器发射超声波脉冲时,都有一定的发射开角。从换能器下缘到被测介质表面之间,由发射的超声波波束所辐射的区域内,不得有障碍物,因此安装时应尽可能避开罐内设施,如:人梯、限位开关、加热设备、支架等。 另外须注意超声波波束不得与加料料流相交。
安装仪表时还要注意:高料位不得进入测量盲区;仪表距罐壁必须保持一定的距离;仪表的安装尽可能使换能器的发射方向与液面垂直。
超声波液位计广泛适用于化工、水处理、水利、食品、粮食等行业的物位测量。产品具有安全、清洁、精度高、寿命长、稳定可靠、安装维护方便、读数简捷等特点。超声波液位计是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器(换能器)发出,声波经物体表面反射后被同一传感器接收,转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。由于采用非接触的测量,被测介质几乎不受限制,可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量。
超声波液位计安装原则:
1、探头发射面到最低液位的距离,应小于选购仪表的量程。
2、探头发射面到最高液位的距离,应大于选购仪表的盲区。
3、探头的发射面应该与液体表面保持平行。
4、探头的安装位置应尽量避开正下方进、出料口等液面剧烈波动的位置。
5、若池壁或罐壁不光滑,仪表安装位置需离开池壁或罐壁0.5m以上。
6、若探头发射面到最高液位的距离小于选购仪表的盲区,需加装延伸管,延伸管管径大于120mm,长度0.45m~0.60m,垂直安装,内壁光滑,罐上开孔应大于延伸管内径。或者将管子通至罐底,管径大于100mm,管底留孔保持延伸管内液面与罐内等高。
磁性浮子液位计内部有一个磁性浮子,根据浮力原理和磁性耦合作用(磁性浮子的磁力)研制而成。当被测容器中的液位升降时,液位计本体管中的磁性浮子也随之升降,浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器,驱动红、白翻柱翻转180°,当液位上升时翻柱由白色转变为红色,当液位下降时翻柱由红色转变为白色,指示器的红白交界处为容器内部液位的实际高度,从而实现液位清晰的指示。
因此磁性浮子液位计翻板不翻动的原因有是三种:
1、浮子失去磁性,可能是因为高温或浮子本身没有采用高温磁。
2、装有浮子的浮筒管道内部,有大量杂质或粘稠度极高的混合液体,浮筒被卡,不能随液位上下波动。
3、翻板指示器内的小型圆柱颜色体出现故障。
以上容易出现的原因是第二种情况。此时,只要打开浮筒管道下面的排污阀,可以立即解除内部堵塞故障。