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超聲波液位計的原理和故障檢測
2019-12-22
超聲波液位計是一種非接觸式液位測量儀表，以其安裝簡便、測量精度高、基本免維護等特點，在對各種容器以及水渠、水池、水庫、江河湖和等液位的測量方面具有廣泛的應用，此外，其也常用于測量界位、液位差，在污水和有腐蝕性的場合下尤其適用。因此，超聲波液位計廣泛應用于鋼鐵、石化、水處理等領域。那么，超聲波液位計的是怎么工作的，如適用中出現故障應如何檢測呢？為此，本文就超聲波液位計的原理和故障檢測介紹如下。
超聲波液位計在工作時，超聲波換能器（探頭）發出高頻脈沖聲波，遇到被測水面的表面被反射回來，折回的反射回波被換能器接收，轉換成電信號。聲波的傳播時間與換能器到被測介質表面的距離成正比。聲波傳輸距離L與聲速C和傳輸時間T的關系，可用公式表示：L=C×T/2。
超聲波液位計存在測量盲區。這是因為超聲波液位計在發射超聲波脈沖時，不能同時檢測反射回波。由于發射的超聲波脈沖具有一定的時間寬度，且發射完超聲波后換能器存在余振，期間不能檢測反射回波，造成探頭表面下的一小段區域內的發射波與發射波重疊，無法識別，不能正常檢測，這一段區域稱為測量盲區。盲區的大小與超聲波液位計的量程有關。
二、超聲波液位計故障檢測
一般情況下，在使用超聲波液位計出現故障時，可按照如下方法進行故障檢測，以便快速排除。
1．安裝是否合理。
2．檢查線路連接是否正確。
3．探頭表面是否被噴濺或有凝結，從而阻擋聲波的收發。
4．檢查液面是否堆積、漂浮泡沫，泡沫會給回波帶來不利影響。
5．液位是否進入盲區范圍之內。
6．如液面劇烈波動，可考慮適當增加阻尼時間。
7．超聲波液位計周圍是否有干擾源。
8．電源電壓是否在標稱范圍之內。
總體說來，超聲波液位計常用于在常溫常壓、以及粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測量。超聲波液位計一般不用在負壓場合，這是因為負壓情況下的空氣稀薄，超聲波在稀薄的空氣中傳播，聲速會發生變化，造成測量誤差，而且聲波衰減會增大，導致測量量程減小甚至無法測量。
一、超聲波液位計測量原理
超聲波是機械波的一種，其振動頻率一般超過20KHz，具有頻率高、波長短、繞射現象小，以及方向性強，能夠成為射線而定向傳播的特點。超聲波在液體中的衰減很小，穿透力強，非常適合用于液位的測量。超聲波液位計在工作時，超聲波換能器（探頭）發出高頻脈沖聲波，遇到被測水面的表面被反射回來，折回的反射回波被換能器接收，轉換成電信號。聲波的傳播時間與換能器到被測介質表面的距離成正比。聲波傳輸距離L與聲速C和傳輸時間T的關系，可用公式表示：L=C×T/2。
超聲波液位計存在測量盲區。這是因為超聲波液位計在發射超聲波脈沖時，不能同時檢測反射回波。由于發射的超聲波脈沖具有一定的時間寬度，且發射完超聲波后換能器存在余振，期間不能檢測反射回波，造成探頭表面下的一小段區域內的發射波與發射波重疊，無法識別，不能正常檢測，這一段區域稱為測量盲區。盲區的大小與超聲波液位計的量程有關。
二、超聲波液位計故障檢測
一般情況下，在使用超聲波液位計出現故障時，可按照如下方法進行故障檢測，以便快速排除。
1．安裝是否合理。
2．檢查線路連接是否正確。
3．探頭表面是否被噴濺或有凝結，從而阻擋聲波的收發。
4．檢查液面是否堆積、漂浮泡沫，泡沫會給回波帶來不利影響。
5．液位是否進入盲區范圍之內。
6．如液面劇烈波動，可考慮適當增加阻尼時間。
7．超聲波液位計周圍是否有干擾源。
8．電源電壓是否在標稱范圍之內。
總體說來，超聲波液位計常用于在常溫常壓、以及粘稠的、腐蝕性的、渾濁的等各種液體的液位測量。超聲波液位計一般不用在負壓場合，這是因為負壓情況下的空氣稀薄，超聲波在稀薄的空氣中傳播，聲速會發生變化，造成測量誤差，而且聲波衰減會增大，導致測量量程減小甚至無法測量。
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