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超聲波液位計(jì)的原理和故障檢測(cè)
2019-12-22
超聲波液位計(jì)是一種非接觸式液位測(cè)量?jī)x表，以其安裝簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、基本免維護(hù)等特點(diǎn)，在對(duì)各種容器以及水渠、水池、水庫(kù)、江河湖和等液位的測(cè)量方面具有廣泛的應(yīng)用，此外，其也常用于測(cè)量界位、液位差，在污水和有腐蝕性的場(chǎng)合下尤其適用。因此，超聲波液位計(jì)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石化、水處理等領(lǐng)域。那么，超聲波液位計(jì)的是怎么工作的，如適用中出現(xiàn)故障應(yīng)如何檢測(cè)呢？為此，本文就超聲波液位計(jì)的原理和故障檢測(cè)介紹如下。
超聲波液位計(jì)在工作時(shí)，超聲波換能器（探頭）發(fā)出高頻脈沖聲波，遇到被測(cè)水面的表面被反射回來(lái)，折回的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)間與換能器到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。聲波傳輸距離L與聲速C和傳輸時(shí)間T的關(guān)系，可用公式表示：L=C×T/2。
超聲波液位計(jì)存在測(cè)量盲區(qū)。這是因?yàn)槌暡ㄒ何挥?jì)在發(fā)射超聲波脈沖時(shí)，不能同時(shí)檢測(cè)反射回波。由于發(fā)射的超聲波脈沖具有一定的時(shí)間寬度，且發(fā)射完超聲波后換能器存在余振，期間不能檢測(cè)反射回波，造成探頭表面下的一小段區(qū)域內(nèi)的發(fā)射波與發(fā)射波重疊，無(wú)法識(shí)別，不能正常檢測(cè)，這一段區(qū)域稱為測(cè)量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波液位計(jì)的量程有關(guān)。
二、超聲波液位計(jì)故障檢測(cè)
一般情況下，在使用超聲波液位計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)，可按照如下方法進(jìn)行故障檢測(cè)，以便快速排除。
1．安裝是否合理。
2．檢查線路連接是否正確。
3．探頭表面是否被噴濺或有凝結(jié)，從而阻擋聲波的收發(fā)。
4．檢查液面是否堆積、漂浮泡沫，泡沫會(huì)給回波帶來(lái)不利影響。
5．液位是否進(jìn)入盲區(qū)范圍之內(nèi)。
6．如液面劇烈波動(dòng)，可考慮適當(dāng)增加阻尼時(shí)間。
7．超聲波液位計(jì)周圍是否有干擾源。
8．電源電壓是否在標(biāo)稱范圍之內(nèi)。
總體說(shuō)來(lái)，超聲波液位計(jì)常用于在常溫常壓、以及粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測(cè)量。超聲波液位計(jì)一般不用在負(fù)壓場(chǎng)合，這是因?yàn)樨?fù)壓情況下的空氣稀薄，超聲波在稀薄的空氣中傳播，聲速會(huì)發(fā)生變化，造成測(cè)量誤差，而且聲波衰減會(huì)增大，導(dǎo)致測(cè)量量程減小甚至無(wú)法測(cè)量。
一、超聲波液位計(jì)測(cè)量原理
超聲波是機(jī)械波的一種，其振動(dòng)頻率一般超過(guò)20KHz，具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，以及方向性強(qiáng)，能夠成為射線而定向傳播的特點(diǎn)。超聲波在液體中的衰減很小，穿透力強(qiáng)，非常適合用于液位的測(cè)量。超聲波液位計(jì)在工作時(shí)，超聲波換能器（探頭）發(fā)出高頻脈沖聲波，遇到被測(cè)水面的表面被反射回來(lái)，折回的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)間與換能器到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。聲波傳輸距離L與聲速C和傳輸時(shí)間T的關(guān)系，可用公式表示：L=C×T/2。
超聲波液位計(jì)存在測(cè)量盲區(qū)。這是因?yàn)槌暡ㄒ何挥?jì)在發(fā)射超聲波脈沖時(shí)，不能同時(shí)檢測(cè)反射回波。由于發(fā)射的超聲波脈沖具有一定的時(shí)間寬度，且發(fā)射完超聲波后換能器存在余振，期間不能檢測(cè)反射回波，造成探頭表面下的一小段區(qū)域內(nèi)的發(fā)射波與發(fā)射波重疊，無(wú)法識(shí)別，不能正常檢測(cè)，這一段區(qū)域稱為測(cè)量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波液位計(jì)的量程有關(guān)。
二、超聲波液位計(jì)故障檢測(cè)
一般情況下，在使用超聲波液位計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)，可按照如下方法進(jìn)行故障檢測(cè)，以便快速排除。
1．安裝是否合理。
2．檢查線路連接是否正確。
3．探頭表面是否被噴濺或有凝結(jié)，從而阻擋聲波的收發(fā)。
4．檢查液面是否堆積、漂浮泡沫，泡沫會(huì)給回波帶來(lái)不利影響。
5．液位是否進(jìn)入盲區(qū)范圍之內(nèi)。
6．如液面劇烈波動(dòng)，可考慮適當(dāng)增加阻尼時(shí)間。
7．超聲波液位計(jì)周圍是否有干擾源。
8．電源電壓是否在標(biāo)稱范圍之內(nèi)。
總體說(shuō)來(lái)，超聲波液位計(jì)常用于在常溫常壓、以及粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測(cè)量。超聲波液位計(jì)一般不用在負(fù)壓場(chǎng)合，這是因?yàn)樨?fù)壓情況下的空氣稀薄，超聲波在稀薄的空氣中傳播，聲速會(huì)發(fā)生變化，造成測(cè)量誤差，而且聲波衰減會(huì)增大，導(dǎo)致測(cè)量量程減小甚至無(wú)法測(cè)量。
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