超聲波物位計(jì)

- 能提供連續(xù)的物位測(cè)量

1 基本原理

超聲波物位變送器被安裝在罐體的頂部，并且向下將超聲波脈沖發(fā)射進(jìn)罐內(nèi)。以音速傳播的脈沖被從液體表面反射回變送器。變送器測(cè)量了被發(fā)射和被接收回波信號(hào)之間的時(shí)間延遲值，并且通過(guò)電路板上的微處理器使用下列公式計(jì)算距離液面的距離：

距離 = (音速 x 時(shí)間延遲值) / 2

 

圖2.3.1 超聲波變送器示意圖

將盛放有被測(cè)量介質(zhì)容器底部（通常為罐的底部）的參照點(diǎn)輸入到變送器的程序中之后，由微處理器計(jì)算液體深度。

2 優(yōu)點(diǎn)

可以容易地將超聲波變送器安裝到空罐或者含有液體罐上。設(shè)置簡(jiǎn)單，并且可以使用裝置自帶的編程功能在幾分鐘的時(shí)間里配置這些裝置。

因?yàn)椴粫?huì)與介質(zhì)接觸和不包含活動(dòng)部件，實(shí)際上該裝置是免維護(hù)的。接液件材料由抗腐蝕性的PVDF制成，并且能耐受冷凝蒸汽所產(chǎn)生的腐蝕。

因?yàn)檠b置是非接觸的，物位的測(cè)量將不受液體密度、介電常數(shù)或粘度變化的影響，并且在水和許多化學(xué)品中都能很好地測(cè)量物位。

過(guò)程溫度變化將改變穿過(guò)液體上方空間超聲脈沖的速度，但是內(nèi)置溫度補(bǔ)償會(huì)自動(dòng)地更正速度。過(guò)程壓力變化不會(huì)影響測(cè)量。

3 局限性

超聲波變送器依靠聲波飛行期間不被影響的脈沖進(jìn)行工作。應(yīng)避免產(chǎn)生會(huì)形成濃的水氣、蒸汽或者水氣層的液體（在這種情況下使用雷達(dá)變送器）。因?yàn)槊}沖需要在空氣介質(zhì)中傳播，所以無(wú)法在真空條件下使用超聲波變送器。

構(gòu)件材料通常將過(guò)程溫度限制在大約158°F（70°C）左右，和將過(guò)程壓力限制在43 psi（3 bar）。

液體表面的條件也是重要的。雖然能夠忍受某些渦流，但是形成的泡沫常常減弱返回的回波。

罐內(nèi)的障礙物（例如管子、加強(qiáng)桿和攪拌器）會(huì)導(dǎo)致偽回波，但是大多數(shù)的變送器均擁有允許屏蔽或忽略這類偽回波的高級(jí)軟件算法。

可以在盛裝了干燥作物（例如粒料、谷粒或者粉末）的料倉(cāng)中使用超聲波變送器，但是很難確定表面波速角這樣的因素，并且必須考慮除塵要求和使用的長(zhǎng)度范圍。導(dǎo)波雷達(dá)變送器更適合用于干燥物料的物位測(cè)量。