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行業(yè)百科

影響超聲波液位計(jì)測(cè)量的五大因素

2019-04-24

　　超聲波液位計(jì)是一種非接觸式液位測(cè)量?jī)x表，具有測(cè)量精度高、安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，常用于各種容器內(nèi)液體的液位，以及水渠、水池、水庫(kù)、江河湖海等水位的測(cè)量，在鋼鐵、石化、水處理及水利等諸多行業(yè)或領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。作為液位控制器中的精密儀器，超聲波液位計(jì)對(duì)其使用環(huán)境要求較高，本文重點(diǎn)介紹影響超聲波液位計(jì)測(cè)量的五大因素。

　　一、盲區(qū)對(duì)超聲波液位計(jì)測(cè)量的影響

　　超聲波液位計(jì)利用裝置上的超聲換能器（探頭）來(lái)發(fā)射高頻脈沖聲波，當(dāng)其與被測(cè)液位表面相遇時(shí)，由換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，顯示出液位數(shù)據(jù)。而脈沖聲波在傳輸過(guò)程中由于機(jī)械慣性占據(jù)了傳輸時(shí)間，因此超聲換能器附近的小面積區(qū)域并不能接收到聲波，這部分區(qū)域則稱為超聲波液位計(jì)的測(cè)量盲區(qū)。超聲波液位計(jì)的測(cè)量盲區(qū)大小與超聲波的測(cè)量距離有關(guān)，一般量程小，則盲區(qū)小；量程大，則盲區(qū)大，這也是為什么安裝超聲波液位計(jì)時(shí)，要求被測(cè)量的最高液位不可高于超聲波液位計(jì)的盲區(qū)的原因。
　　二、水蒸汽、霧氣對(duì)超聲波液位計(jì)測(cè)量的影響
　　在某些特定的工作環(huán)境中，或者當(dāng)工作環(huán)境溫度很高時(shí)，液體介質(zhì)容易產(chǎn)生水蒸汽或霧氣。由于水蒸汽比空氣要輕，因此會(huì)上升飄浮到罐部，形成了一層對(duì)超聲波脈沖有吸收和散射作用的蒸汽層，且附在超聲波液位計(jì)探頭上的水珠會(huì)使探頭發(fā)出的超聲波發(fā)生折射，致使發(fā)射和接收的時(shí)間差不正確，最終導(dǎo)致計(jì)算出的液位不準(zhǔn)確。目前，可以通過(guò)加裝導(dǎo)波管的辦法，可以減少或削弱蒸汽層對(duì)測(cè)量的影響，或者在探頭表面涂抹潤(rùn)滑劑，使得水珠無(wú)法掛住，也可將超聲波液位計(jì)傾斜安裝，使用重力消除露珠。
　　三、攪拌對(duì)超聲波液位計(jì)測(cè)量的影響
　　在許多工況現(xiàn)場(chǎng)中的容器都存在有攪拌功能，但一旦出現(xiàn)攪拌，則會(huì)使得液體的波動(dòng)比較大，影響超聲波液位計(jì)的測(cè)量。對(duì)于這種情況，可以適當(dāng)降低攪拌器的轉(zhuǎn)速，或?qū)⑻筋^偏離攪拌中心。除此之外，還可以安裝靜管，從而有效消除因攪拌器攪拌對(duì)儀表液位測(cè)量產(chǎn)生的影響。
　　四、泡沫對(duì)超聲波液位計(jì)測(cè)量的影響
　　在部分超聲波液位計(jì)的測(cè)量工況中，被測(cè)液體表面會(huì)產(chǎn)生泡沫，使得超聲波液位計(jì)的脈沖信號(hào)被泡沫吸收，從而干擾到儀表的正常測(cè)量工作。一般，泡沫按照屬性可以分為干、濕、中性、重型四種。通常干泡沫和濕泡沫的泡沫較小，因此超聲波脈沖信號(hào)能被反射回來(lái)，故對(duì)于超聲波液位計(jì)無(wú)測(cè)量方面的影響。但是中性泡沫的泡沫較大且厚，容易吸收、分散部分超聲波脈沖信號(hào)，從而信號(hào)減弱，導(dǎo)致回波不穩(wěn)定。所以，當(dāng)液體表面具有稠而厚的泡沫時(shí)，超聲波液位計(jì)的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，甚至無(wú)法測(cè)量。建議在泡沫影響嚴(yán)重的工況下，通過(guò)加裝消波管的辦法來(lái)減小甚至屏蔽泡沫的干擾。
　　五、壓力和溫度對(duì)超聲波液位計(jì)測(cè)量的影響
　　超聲波液位計(jì)通常不可安裝于壓力容器內(nèi)，因?yàn)槿绻袎毫Υ嬖?，則會(huì)影響其探頭對(duì)液位的測(cè)量，除此之外，壓力與溫度之間也有一定的關(guān)系：T=KP(K為常數(shù))，所以壓力的變化影響著溫度的變化，進(jìn)而影響著聲速的變化。在實(shí)際測(cè)量中，高溫會(huì)導(dǎo)致超聲波液位計(jì)出現(xiàn)測(cè)量誤差，但若儀表具有先進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng)，如計(jì)為Uson-11超聲波液位計(jì)，則可以對(duì)溫度的影響進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，并且，在實(shí)際應(yīng)用中，由于探頭周圍環(huán)境，與被測(cè)介質(zhì)的溫度不同，Uson-11超聲波液位計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)也會(huì)選擇探頭結(jié)合的溫度傳感器與探頭分離的外置溫度傳感器對(duì)溫度補(bǔ)償。如果將超聲波液位計(jì)安裝于戶外，建議采用加裝遮陽(yáng)罩等措施來(lái)減弱溫度因素對(duì)儀表產(chǎn)生的測(cè)量影響。

（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司市場(chǎng)部2019年4月24日發(fā)布）

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