超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。
在測量中超聲波脈沖由傳感器(換能器)發(fā)出,聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收,通過壓電晶體轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來計(jì)算傳感器到被測液體表面的距離。由于采用非接觸的測量,被測介質(zhì)幾乎不受限制,可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。
超聲波液位計(jì)由三部分組成:超聲波換能器(探頭)、驅(qū)動(dòng)電路(模塊)、電子液晶顯示模塊。
超聲波液位計(jì)是測量液體高度、罐體高度、物料位置的監(jiān)測儀表。儀表本身可采用二線制、三線制或四線制技術(shù),二線制為:供電與信號(hào)輸出共用;三線制為:供電回路和信號(hào)輸出回路獨(dú)立,當(dāng)采用直流24v供電時(shí),可使用一根3芯電纜線,供電負(fù)端和信號(hào)輸出負(fù)端共用一根芯線;四線制為:當(dāng)采用交流220v供電時(shí),或者當(dāng)采用直流24v供電,要求供電回路與信號(hào)輸出回路完全隔離時(shí),應(yīng)使用一根4芯電纜線。直流或交流供電,具有4~20mADC,高低位開關(guān)量輸出。
超聲波液位計(jì)工作原理是由超聲波換能器(探頭)發(fā)出高頻脈沖聲波遇到被測物位(物料)表面被反射折回反射回波被換能器接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào).聲波的傳播時(shí)間與聲波的發(fā)出到物體表面的距離成正比.聲波傳輸距離S與聲速C和聲傳輸時(shí)間T的關(guān)系可用公式表示:S=C×T/2.
由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度,使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭,無法識(shí)別,不能測量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。
探頭部分發(fā)射出超聲波,超聲波遇到與空氣密度相差較大的介質(zhì)會(huì)行成反射,反射波被探頭部分再接收,探頭到液(物)面的距離和超聲波經(jīng)過的時(shí)間成比例:
距離 [m] = 時(shí)間×聲速/2 [m]
聲速的溫度補(bǔ)償公式:環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6×溫度
雷達(dá)水位計(jì)屬于通用型雷達(dá)液位計(jì),它基于時(shí)間行程原理的測量儀表,雷達(dá)波以光速運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。探頭發(fā)出高頻脈沖在空間以光速傳播,當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收,并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。
雷達(dá)水位計(jì)發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測量。
即使工況比較復(fù)雜的情況下,存在虛假回波,用最新的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。
雷達(dá)水位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理(TDR)為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計(jì),雷達(dá)水位計(jì)的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播,當(dāng)遇到被測介質(zhì)表面時(shí),雷達(dá)水位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置,發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比,經(jīng)計(jì)算得出液位高度