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超聲波液位計(jì)的作用與原理及安裝事項(xiàng)

文章出處：http://www.chinaagri.net/責(zé)任編輯：消防檢測(cè)儀器設(shè)備人氣：631發(fā)表時(shí)間：2020-09-21 14:07:27
   超聲波液位計(jì)是一種非接觸式液體液位測(cè)量?jī)x?？捎糜跍y(cè)量各種容器或管道內(nèi)液體的液位高低和流量大小，也可以用于水渠、水庫(kù)、江河和湖海水位的測(cè)量中，尤其適用于污水、有腐蝕性的場(chǎng)合，如城市排水泵站攔污柵前后水位的測(cè)量。由于城市污水腐蝕性強(qiáng)，若采用接觸式壓力水位計(jì)，必須將傳感器探頭插入污水中，這樣探頭很快就會(huì)腐蝕壞，影響正常的測(cè)量。此外，超聲波液位計(jì)測(cè)量精度高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，可以同時(shí)測(cè)量水位、水位差和流量等，并具有計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口等特點(diǎn)，因此得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。 超聲波液位計(jì)的探頭安裝在受測(cè)液體的上方，探頭受電激勵(lì)后，通過(guò)空氣向其下的液體發(fā)射超聲波，超聲波將被液體反射，回波被探頭接收和監(jiān)測(cè)，并被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。超聲波在發(fā)射和接收之間所需的時(shí)間是與探頭和液體表面之間的距離成比例的。間距D是由聲波速度C和傳輸時(shí)間t所決定的，如公式所示： D = C · t / 2 正常情況下聲波在空氣中的傳播速率為340 m/s，如果傳輸時(shí)間為10 ms，則對(duì)應(yīng)的傳輸距離為3.4 m，因此間距為1.7 m。超聲波液位計(jì)實(shí)際測(cè)量的是液面變化的高度，通過(guò)預(yù)先對(duì)超聲波液位計(jì)的設(shè)定，可換算成實(shí)際的液體深度。  
 
  聲波是屬于聲音的類別之一，屬于機(jī)械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時(shí)就叫做次聲波，高于20KHz則稱為超聲波聲波。  
 
  在全球，超聲波廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。賽福瑞家用超聲治療機(jī)屬于超聲波治療學(xué)的運(yùn)用范疇。  
 
（一）工程學(xué)方面的應(yīng)用：水下定位與通訊、地下資源勘查等  
 
（二）生物學(xué)方面的應(yīng)用：剪切大分子、生物工程及處理種子等  
 
（三）診斷學(xué)方面的應(yīng)用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等  
 
（四）治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等  
 
超聲波的作用  
 
      玻璃零件.玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事,如果把這些物品放入清洗液中,再通入超聲波,清洗液的劇烈振動(dòng)沖擊物品上的污垢,能夠很快清洗干凈.  
 
      雖然說(shuō)人類聽(tīng)不出超聲波，但不少動(dòng)物卻有此本領(lǐng)。它們可以利用超聲波“導(dǎo)航”、追捕食物，或避開(kāi)危險(xiǎn)物。大家可能看到過(guò)夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來(lái)回飛翔，它們?yōu)槭裁丛跊](méi)有光亮的情況下飛翔而不會(huì)迷失方向呢？原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬(wàn)赫茲的超聲波，這好比是一座活動(dòng)的“雷達(dá)站”。蝙蝠正是利用這種“聲吶”判斷飛行前方是昆蟲(chóng)，或是障礙物的。而雷達(dá)的質(zhì)量有幾十,幾百,幾千千克,,而在一些重要性能上的精確度.抗干擾能力等,蝙蝠遠(yuǎn)優(yōu)與現(xiàn)代無(wú)線電定位器.深入研究動(dòng)物身上各種器官的功能和構(gòu)造,將獲得的知識(shí)用來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備,這是近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門新學(xué)科,叫做仿生學(xué).  
 
       我們?nèi)祟愔钡降谝淮问澜绱髴?zhàn)才學(xué)會(huì)利用超聲波，這就是利用“聲吶”的原理來(lái)探測(cè)水中目標(biāo)及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。此時(shí)人們向水中發(fā)出一系列不同頻率的超聲波，然后記錄與處理反射回聲，從回聲的特征我們便可以估計(jì)出探測(cè)物的距離、形態(tài)及其動(dòng)態(tài)改變。醫(yī)學(xué)上最早利用超聲波是在1942年，奧地利醫(yī)生杜西克首次用超聲技術(shù)掃描腦部結(jié)構(gòu)；以后到了60年代醫(yī)生們開(kāi)始將超聲波應(yīng)用于腹部器官的探測(cè)。如今超聲波掃描技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷不可缺少的工具。 
 
       超聲波液位計(jì)安裝的合理安裝是其可靠工作的關(guān)鍵。物位計(jì)安裝于容器的上方，探頭發(fā)射面垂直指向液面或料面。若為密閉容器，應(yīng)采用法蘭式安裝。其他情況可采用簡(jiǎn)單的支架安裝。法蘭式安裝應(yīng)根據(jù)物位計(jì)上的螺紋尺寸配制法蘭。 
 
一.超聲波液位計(jì)安裝要求 
 
      超聲波發(fā)射時(shí)，具有一個(gè)很小的擴(kuò)散角．在其擴(kuò)散角內(nèi)如有其他物體阻擋，會(huì)產(chǎn)生反射，如反射很強(qiáng)會(huì)造成測(cè)量錯(cuò)誤． 
 
       安裝位置盡量遠(yuǎn)離凹凸不平的容器壁，遠(yuǎn)離容器內(nèi)的扶梯、注液（料）口、攪拌葉片等能夠阻擋聲波的物體。 
 
       如果是密閉容器，容器上的法蘭應(yīng)符合以下要求： 
 
        要求法蘭內(nèi)口徑最好大于120mm，法蘭接管長(zhǎng)度小于100mm，接管內(nèi)壁光滑，下邊沿為側(cè)面最好包敷軟質(zhì)塑料薄膜。法蘭內(nèi)口徑應(yīng)大于70mm,法蘭接管盡可能短一些,接管內(nèi)壁光滑，下邊沿為光滑的圓弧形。法蘭內(nèi)口徑應(yīng)大于200mm，如法蘭接管長(zhǎng)度大于100mm，則要求接管內(nèi)壁光滑，下邊沿為光滑的圓弧形。 
 
       若安裝位置處的法蘭不滿足上術(shù)要求，而安裝后儀表工作不穩(wěn)定，液位值向大的數(shù)值跳動(dòng)或始終為一個(gè)大的數(shù)值，可采取如下方法處理： 
 
      在法蘭口位置向容器內(nèi)插入一個(gè)塑料管，一直到容器底部，固定牢靠。塑料管應(yīng)平直，內(nèi)壁光滑，在其上下各開(kāi)一孔，以保證管內(nèi)外液位相同。塑料管的內(nèi)徑尺寸要求如下： 
 
       管內(nèi)徑大于55mm 大于 50mm對(duì)于小量程，可更小 建議改造安裝，若存在液面波動(dòng)大，或有浮球、有阻擋聲波的物體等情況，均可以向容器內(nèi)加入一個(gè)塑料管，使聲波僅在塑料管內(nèi)傳播，保證測(cè)量穩(wěn)定可靠。 
 
       安裝應(yīng)保證液面或料面不進(jìn)入物位計(jì)盲區(qū)。 
 
       如果需要可以將物位計(jì)加高安裝。加高時(shí)所用的對(duì)接管內(nèi)壁要光滑，其內(nèi)徑應(yīng)不大于容器法蘭口內(nèi)徑。 
 
       法蘭式安裝時(shí)，為物位計(jì)所配制的法蘭盤(pán)應(yīng)為塑料材質(zhì)。最好的方法是在訂貨時(shí)說(shuō)明安裝法蘭的大小尺寸，由廠家直接配制。 
 
       物位計(jì)探頭發(fā)射面應(yīng)垂直指向液面或料面，安裝時(shí)要盡可能對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。 
 
       遠(yuǎn)離易產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾的設(shè)備。 
 
二.超聲波液位計(jì)接線 
 
      接線時(shí)需將遮線板取下，露出整個(gè)接線端子。使用“一”字小螺絲刀進(jìn)行接線。 
 
三.超聲波液位計(jì)通電工作 
 
       儀表通電后首先顯示為HLUC，數(shù)秒鐘后顯示物位值，同時(shí)指示燈每1秒閃亮一次。 
 
        物位計(jì)實(shí)際測(cè)量的是探頭至液面或料面的距離，之后換算出液位或料位值，掌握這一原理很重要。 
 
       按SEL鍵可以查看測(cè)距值、溫度值。 
 
       同時(shí)按下MOV、SEL鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，設(shè)定安裝高度、量程，之后根據(jù)需要設(shè)定上限、下限，設(shè)定完畢再按一次SEL鍵。然后同時(shí)按下MOV、SEL鍵返回測(cè)量狀態(tài)。儀表將顯示正確的物位值，輸出正確的電流信號(hào)，高低位開(kāi)關(guān)信號(hào)。 
 
       如果測(cè)量有誤，請(qǐng)參閱下節(jié)“故障處理”解決。 
 
四.超聲波液位計(jì)故障處理 
 
故障現(xiàn)象故障原因解決方法 
 
        儀表不顯示、不工作 供電錯(cuò)誤接線錯(cuò)誤 檢查DC24v供電是否正確檢查接線是否正確 
 
        儀表有顯示、不工作物位計(jì)未對(duì)準(zhǔn)液面或料面液面波動(dòng)幅度很大料面急不平整液面有較厚的泡沫層液體排空、物料排空后容器底部不是平面超出測(cè)量量程范圍調(diào)整物位計(jì)對(duì)準(zhǔn)方向,可用水平校對(duì)在容器中加入塑料管(見(jiàn)安裝一節(jié))該用更大量程的物位計(jì)該用更大量程的物位計(jì)或其他測(cè)量方式加液或加料后自然恢復(fù)工作改用更大量程的物位計(jì) 
 
        儀表顯示不穩(wěn)定或測(cè)量值有大的偏差物位進(jìn)入盲區(qū)供電不穩(wěn)定有強(qiáng)的電磁干擾有阻擋聲波的物體在物位計(jì)上配制了金屬法蘭盤(pán)探頭發(fā)射面或側(cè)面與金屬接觸加高安全裝物位計(jì)或防止物位過(guò)高改善供電給物位計(jì)接大地或加屏蔽 改變安裝位置或加入塑料管改用塑料法蘭盤(pán)使用橡膠墊與金屬隔離。
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