為什么選擇超聲波液位計?
因為,超聲波液位計由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測物體的距離。無機械可動部分,可靠性高,安裝簡單、方便,屬于非接觸測量,且不受液體的粘度、密度等影響精度比較低,所以選擇。
超聲波液位計特點及工作原理
超聲波液位計是由微處理器控制的液位數(shù)字儀表。在測量中超聲波脈沖由傳感器發(fā)出,聲波經液體表面放射后被傳感器接收,通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉換成電信號,由聲波的發(fā)送和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。超聲波液位計采用非接觸測量,對被測介質幾乎不受限制,可廣泛用于液體固體物料高度的測量。
超聲波液位計適于應用的環(huán)境
超聲波液位計是超聲波液位計和超聲波料位計的統(tǒng)稱,當用于測量液體液位時,通常稱為超聲波液位計;當用于測量固體料位時,通常稱為超聲波料位計。
超聲波液位計通常應用于溫度在-40℃~100℃之間、壓力在3Bar(5kg/cm2)以下的場所進行液位或料位的測量。
超聲波液位計的安裝
【1】超聲波液位計安裝方式
1)超聲波液位計應水平置于容器頂部。
2)選擇一個合適的方法來安裝超聲波液位計。
3)超聲波收發(fā)傳感面應與液面平行。
4)超聲波收發(fā)傳感面應盡量避免靠近容器側壁。
5)為避免振動或搖晃導致液位計松動,請小心的進行堅固安裝。
6)同一容器內不要安裝多臺超聲波液位計,超聲波互相干擾會導致測量誤差。
7)安裝位置應避免陽光直射,露天安裝應加防護罩。
8)安裝位置應避免強振動區(qū)域,如安裝在輕振動區(qū)域,應安裝橡膠減振器。
9)安裝位置應遠離進料口且不能碰到障礙物。
10)如法蘭安裝時,請注意法蘭立管高度與立管內徑的關系。圖片
11)安裝接口要求開口尺寸足夠大,當為法蘭安裝時,法蘭下面的接管長度要設計合理,對于10米、12米量程的物位計,接管長度應不大于15cm,選擇DN80以上的法蘭口;對于15米、20米、30米和40米量程的物位計,接管長度應不大于20cm,選擇DN200以上的法蘭口;對于8米以下量程的物位計,對接管長度無要求,可適當設計,以消除盲區(qū)的影響,并選擇DN65以上的法蘭口。
【2】對于密封容器內的揮發(fā)液體的液位測量應注意兩點
容器內氣體聲速可能與空氣中的聲速不同,如液位計不能對聲速進行修正,則會出現(xiàn)較大誤差。
揮發(fā)性的液體會在超聲波液位計探頭表面凝結,阻擋聲波的收發(fā),要求液位計具有可變功率控制功能。
【3】對于液面劇烈波動的液體在選用超聲波液位計有三種方法
a選用具有自動功率控制功能的超聲波液位計。
b選用更大量程的超聲波液位計。
c在液體中加沉井,測量沉井內的液位。
【4】兩線制和三、四線制超聲波液位計
a兩線制超聲波液位計其供電(DC24V)與信號輸出(DC4-20mA)共用一個回路,為標準的變送器形式,不足之處是發(fā)射功率弱,不適合有較大波動的液面液位測量,當液位有較大揮發(fā)時,測量效果也不理想。
b三線制超聲波液位計,其供電24VDC與信號輸出4-20mADC各使用兩條線,電源負級和信號負級共用。其優(yōu)勢是發(fā)射功率較大,適用于多種條件的液位和料位進行測量,效果較好。
c四線制超聲波液位計,其供電220VAC與信號輸出4-20mADC各使用兩條線,電源負級和信號負級分開。其優(yōu)勢是發(fā)射功率較大,適用于現(xiàn)場安裝,獨立供電。
【5】安裝示意
B=盲區(qū)距離(近端測量距離)
H=遠端測量距離
D=發(fā)射頭至待測物表面距離
L=液位F=大液位
聲波入射角度必須與水平面保持直角
傳感器安裝不可太靠近內壁以造成測量誤差
安裝時應避免安裝在進料口的位置,以免受物料或障礙物的干擾。
當超聲波換能器表面到液位的距離小于0.5米時,需要在盲板蓋上,加焊延伸管,以增加換能器表面到液位的距離。具體安裝方式如下圖所示。
對于安裝在室外或潮濕室內及制冷或加熱的罐上的儀表,為了防潮,應擰緊電纜密封套,而且要在進線口處使電纜向下彎曲。如圖示
利用固定支架將超聲波液位儀安裝于被測液體正上方,儀表的電源及通信線通過鍍鋅鋼管連接到控制室。當然也可以象罐頂安裝方法一樣,用法蘭固定換能器的方法來固定儀表。
注意:
(1)儀表的發(fā)射面一定要水平;
(2)超聲波換能器表面的安裝高度,應小于儀表的量程;
(3)超聲波換能器表面到池頂或液位的高度,應大于儀表的盲區(qū);
(4)超聲波換能器至池壁、河岸、堤防的距離。一般需要大于0.5米以上。若壁不光滑、有明顯的凸出,則需要適當增加距離.
超聲波液位計的日常使用維護
超聲波液位計在日常使用維護中要從外觀上檢查儀表是否有損壞。
檢查是否符合測量點的技術要求,如過程溫度、壓力、環(huán)境溫度、測量范圍等。
檢查測量值是否與實際值一致。安裝地點是否有遮陽避雨的保護措施。
檢查接線端子位置是否正確、電纜密封塞是否擰緊、外殼蓋是否擰緊。若有輔助電源,顯示模塊是否有顯示。
超聲波在使用中,電源必須與銘牌上數(shù)據一致,在接線前應切斷電源。
16例超聲波液位計常見問題的解決方式
1、現(xiàn)象:屏幕無顯示、探頭無聲響
處理辦法:檢查電源是否正常
2、現(xiàn)象:屏幕錯誤信息ERR01
處理辦法:檢查探頭的連接是否正常
3、現(xiàn)象:屏幕錯誤信息ERR02
處理辦法:探頭與變送器的ID不一致,通過按鍵將ID設置一致
4、現(xiàn)象:繼電器工作異常
處理辦法:檢查繼電器設置是否符合要求
5、現(xiàn)象:儀表顯示正常,但輸出信號電流異常
處理辦法:檢查接線是否正確,電流負載阻抗是否滿足要求,中控室模塊是否配置正常
6、現(xiàn)象:面板無顯示但探頭有聲響
處理辦法:檢查液晶屏連接是否正常
7、現(xiàn)象:鍵盤按鍵無效
處理辦法:檢查鍵盤連接是否正常
8、現(xiàn)象:儀表和上位機不能通信
處理辦法:檢查接線、ID、通信速率、通信協(xié)議是否正確
9、現(xiàn)象:儀表近距離測量正常,遠端測量異常
處理辦法:首先檢查安裝是否正常,然后檢查參數(shù)設置是否合理
10、現(xiàn)象:儀表出現(xiàn)近端死鎖
處理辦法:檢查是否是工況的真實反應,檢查參數(shù)是否合理
11、現(xiàn)象:儀表運行一段時間后測量嚴重異常
處理辦法:檢查儀表是否掛料并及時清理
12、瞬時流量值波動大
解決方法:瞬時流量值波動大表現(xiàn)為信號強度波動大和本身測量流體波動大兩方面。解決方法是調整好探頭位置,提高信號強度(保持在3%以上)保證信號強度穩(wěn)定,如本身流體波動大,則位置不好,重新選點,確保*D后5D的工況要求。
13、開機無顯示
解決方法:
1)檢查接線是否正確,電源是否供上。電壓是否符合要求。
2)液面和超聲波換能器(即探頭)間有無障礙物,阻斷聲波的發(fā)射與回收。
3)液面是否變化太快,表面有無氣泡或翻滾波動。
4)液位計探頭安裝是否垂直,如果傾斜,則回波偏離法線,致使儀表無法收到。
5)液位計安裝時,探頭和容器壁是否太近,如果液位稍有不平穩(wěn),使容器壁回波和直達波之間的聲程差異較小,產生干擾疊加現(xiàn)象,從而使儀表指示不準。
6)儀表安裝架有否振動。
7)沒有液面,或者液面太高,進入盲區(qū),致使儀表沒有回波信號。
14、開機后儀表僅有背光,無任何字符顯示
解決方法:開機后儀表僅有背光,無其他任何字符顯示此情況一般為程序芯片失,建議把儀器發(fā)回原廠進行處理。
15、儀表在現(xiàn)場強干擾下無法使用
解決方法:儀表在現(xiàn)場強干擾下無法使用是由于供電電源波動范圍較大,周圍有變頻器或強磁場干擾,接地線不正確。給儀表提供穩(wěn)定的供電電源,儀表安裝遠離變頻器和強磁場干擾,有良好的接地線。
16、超聲波液位計探頭凝結露珠怎么處理?
大多數(shù)超聲波液位計的探頭表面自帶清潔功能,露珠一般很少能凝結的。
1)在探頭表面涂抹潤滑劑可以避免露珠的出現(xiàn)。
2)傾斜安裝,利用重力消除露珠。
注意:
西門子超聲波液位計有一體式和分體式,一體式的測量探頭和控制器是集成在一起的;分體式的是把測量探頭和控制器分開,其控制器有測量液位和液位差兩種,測量液位的是單探頭,測量液位差的是雙探頭。