Обзор ультразвукового датчика уровня жидкости
Как бесконтактный прибор для измерения уровня, ультразвуковой датчик уровня жидкости отличается высокой точностью измерения, простотой установки и практически не требует технического обслуживания. Ультразвуковой датчик уровня также может измерять уровень жидкости в резервуарах или контейнерах, а также подходит для сточных вод и агрессивных сред. Ультразвуковой датчик уровня жидкости также может измерять расход расходомеров с открытым каналом в сочетании с дымоходами и водосливами. Таким образом, ультразвуковой датчик уровня жидкости используется в сталелитейной, нефтехимической, ультразвуковой датчик уровня для резервуаров сточных вод, очистки воды и водного хозяйства, а также во многих других отраслях или областях, которые все более широко используются, его можно использовать в качестве ультразвукового датчика уровня топлива, ультразвукового датчик уровня воды, ультразвуковой датчик уровня для дизельного бака, ультразвуковой датчик уровня для силоса, ультразвуковой датчик уровня для твердых частиц, ультразвуковой датчик уровня жидкости и т. д.
Принцип измерения ультразвукового датчика уровня жидкости
Вообще говоря, звуковая волна, частота вибрации которой превышает 20 кГц, называется ультразвуковой волной, которая относится к разновидности механической волны. Затухание ультразвуковых волн в жидкости очень мало, поэтому проникающая способность сильная. Ультразвуковой уровнемер использует эту функцию для измерения уровня жидкости.
При работе ультразвукового датчика уровня жидкости ультразвуковой преобразователь (зонд) излучает высокочастотные импульсные звуковые волны, которые при встрече с поверхностью измеряемой воды отражаются обратно, а отраженные эхо-сигналы принимаются преобразователем и преобразуются в электрические сигналы. Время распространения звуковой волны пропорционально расстоянию от преобразователя до поверхности измеряемой среды. Связь между расстоянием распространения акустической волны L, скоростью звука C и временем прохождения T может быть выражена формулой (1):
Л=С×Т/2 (1)
Когда ультразвуковой датчик уровня жидкости излучает ультразвуковые импульсы, он не может одновременно обнаруживать отраженное эхо. Поскольку передаваемый ультразвуковой импульс имеет определенную временную ширину, а датчик имеет остаточную вибрацию после передачи ультразвуковой волны, отраженный эхо-сигнал не может быть обнаружен в течение периода, в результате чего отраженная волна и переданная волна появляются на небольшой площади под поверхностью датчика. перекрываются и не могут быть идентифицированы. , не могут быть обнаружены нормально, эта область называется слепой зоной измерения. Размер слепой зоны зависит от диапазона ультразвукового уровнемера.
Характеристики ультразвукового датчика уровня жидкости
- Диапазон уровней может быть измерен ультразвуковыми датчиками уровня: 0-4 м, 6 м, 8 м, 0-12 м, 66 футов, 0-30 метров, 40 футов.
- Корпус: NEMA 4X (IP67);
- Вариант с ультразвуковым датчиком уровня из тефлона для измерения агрессивных жидкостей;
- Выход и связь: 4-20 мА, RS-485 MODBUS, Profibus-DP, протокол HART;
- Вариант с переключающими и релейными выходами, может быть с 2,4 и макс. 6 SPDT, регулятором уровня с ультразвуковым датчиком;
- Источник питания: 24 В постоянного тока или 220 В переменного тока;
- Электронный датчик уровня жидкости с цифровым дисплеем или без дисплея недорогой и экономичный датчик уровня, дисплей имеет 4 цифры для отображения диапазона уровня;
- Вариант с Exia IIC T6, искробезопасный взрывозащищенный
- Недорогая замена ультразвукового датчика уровня ifm, ультразвукового датчика уровня Siemens, больного ультразвукового датчика уровня, ультразвукового датчика уровня выкидной линии, ультразвукового датчика уровня серой линии
Требования и меры предосторожности при установке ультразвукового датчика уровня жидкости
- (1) Фланцевая или резьбовая установка обычно используется при установке ультразвукового датчика уровня, подъем не рекомендуется, так как на подъем легко воздействуют ветер и тряска:
- (2) Положение, в котором уровень жидкости сильно колеблется, например, вход и выход, следует по возможности избегать непосредственно под зондом, как показано на рисунке 2:
- (3) Из-за наличия угла звукового луча ультразвуковой датчик уровня должен быть установлен на определенном расстоянии от стены или стенки бассейна, как показано на рисунке 3:
- (4) В пределах диапазона, излучаемого ультразвуковым лучом, не должно быть препятствий, а объекты в бассейне или контейнере, такие как эскалаторы, трубопроводы, смесители и т. д., следует по возможности избегать во время установки:
- (5) Место установки должно быть как можно дальше от оборудования, подверженного сильным электромагнитным помехам.
- (6) Не устанавливайте несколько ультразвуковых уровнемеров жидкости в один и тот же контейнер, чтобы избежать помех друг другу и привести к ошибкам измерения.
- (7) Для контейнеров с арочным верхом ультразвуковой датчик уровня жидкости следует устанавливать вдали от центра верха резервуара, чтобы избежать образования многократных эхо-сигналов отражения, как показано на рисунке 4;
- (8) Для конического контейнера с плоским верхом датчик уровня должен быть установлен как можно ближе к центру верха, как показано на рисунке 5:
- (9) Когда на контейнере есть насадка, и насадку нельзя укоротить так, чтобы излучающая поверхность зонда не выступала за внутреннюю стенку контейнера, или расстояние от излучающей поверхности зонда до самого высокого уровня жидкости меньше, чем слепая зона, чтобы невозможно было выполнить правильное обнаружение, следует установить удлинительную трубку. Перпендикулярно уровню жидкости внутренняя стенка должна быть гладкой:
- (10) Следует по возможности избегать установки в местах, где уровень жидкости склонен к накоплению пены, плавающим предметам или резким колебаниям, поскольку это повлияет на качество эхо-сигнала и создаст ложные эхо-сигналы, что повлияет на точность измерения. При необходимости может быть установлена успокоительная труба, длина которой может быть равна минимальному уровню жидкости. Следует обеспечить, чтобы жидкость внутри и снаружи трубы могла свободно и синхронно подниматься и опускаться, а внутренняя стенка должна быть гладкой.
- (11) Старайтесь не использовать его в местах с водяным паром. При наличии пара легко образуются капли воды и прилипают к поверхности датчика уровня, что влияет на нормальное измерение.
- (12) Положение установки должно избегать сильной вибрации. Если он установлен в зоне с небольшой вибрацией, можно установить резиновую прокладку для снижения вибрации.
- (13) При установке на открытом воздухе необходимо установить солнцезащитный (дождевой) чехол.
- (14) Сигнальная линия должна быть экранирована и заземлена в одной точке.
- (15) Его следует использовать при номинальной температуре окружающей среды ультразвуковых датчиков уровня жидкости.
Температурная компенсация и коррекция скорости звука
Связь между скоростью звука в воздухе и температурой воздуха V=(331,5+0,6t)м/с. Из формулы температурной компенсации этой скорости звука видно, что на скорость звука сильно влияет температура. Влияние скорости звука составляет 0,6 м/с. При 20°C и 1 стандартном атмосферном давлении скорость звука составляет около 344 м/с. Видно, что влияние на погрешность измерения составляет около 0,17 %. Когда погрешность температуры превышает 3°C, погрешность ультразвукового измерения уровня жидкости составляет более 0,5%. Поэтому для корректировки скорости звука следует измерять температуру окружающей среды. Для практического применения следует выбирать ультразвуковой уровнемер с функцией температурной компенсации, чтобы компенсировать влияние изменений температуры окружающей среды на измерение уровня жидкости.
Диагностика общих неисправностей
Когда во время использования ультразвукового датчика уровня жидкости возникает неисправность, диагностика неисправности может выполняться в соответствии со следующими методами, чтобы быстро и правильно устранить ее.
- (1) Проверьте правильность подключения проводов.
- (2) Если уровень жидкости сильно колеблется, рассмотрите возможность соответствующего увеличения времени демпфирования.
- (3) Наличие брызг или конденсата на поверхности зонда, что блокирует передачу и прием звуковых волн.
- (4) Проверьте, не скапливается ли уровень жидкости и не всплывает ли пена, которая отрицательно повлияет на эхосигнал.
- (5) Попадает ли ультразвуковой уровень жидкости в слепую зону.
- (6) Находится ли напряжение питания в пределах номинального диапазона:.
- (7) Есть ли источник помех вокруг указателя уровня?
- (8) Является ли установка разумной, пожалуйста, обратитесь к соответствующим пунктам этой статьи для проверки и обработки.
