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影響超聲波液位計測量的五大因素

2019-04-24

　　超聲波液位計是一種非接觸式液位測量儀表，具有測量精度高、安裝方便、維護簡單等特點，常用于各種容器內(nèi)液體的液位，以及水渠、水池、水庫、江河湖海等水位的測量，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，超聲波液位計對其使用環(huán)境要求較高，本文重點介紹影響超聲波液位計測量的五大因素。

影響超聲波液位計測量的五大因素

　　一、盲區(qū)對超聲波液位計測量的影響

　　超聲波液位計利用裝置上的超聲換能器（探頭）來發(fā)射高頻脈沖聲波，當(dāng)其與被測液位表面相遇時，由換能器轉(zhuǎn)換成電信號，顯示出液位數(shù)據(jù)。而脈沖聲波在傳輸過程中由于機械慣性占據(jù)了傳輸時間，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的測量盲區(qū)。超聲波液位計的測量盲區(qū)大小與超聲波的測量距離有關(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時，要求被測量的最高液位不可高于超聲波液位計的盲區(qū)的原因。
　　二、水蒸汽、霧氣對超聲波液位計測量的影響
　　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，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，因此會上升飄浮到罐部，形成了一層對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探頭上的水珠會使探頭發(fā)出的超聲波發(fā)生折射，致使發(fā)射和接收的時間差不正確，最終導(dǎo)致計算出的液位不準(zhǔn)確。目前，可以通過加裝導(dǎo)波管的辦法，可以減少或削弱蒸汽層對測量的影響，或者在探頭表面涂抹潤滑劑，使得水珠無法掛住，也可將超聲波液位計傾斜安裝，使用重力消除露珠。
　　三、攪拌對超聲波液位計測量的影響
　　在許多工況現(xiàn)場中的容器都存在有攪拌功能，但一旦出現(xiàn)攪拌，則會使得液體的波動比較大，影響超聲波液位計的測量。對于這種情況，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儀表液位測量產(chǎn)生的影響。
　　四、泡沫對超聲波液位計測量的影響
　　在部分超聲波液位計的測量工況中，被測液體表面會產(chǎn)生泡沫，使得超聲波液位計的脈沖信號被泡沫吸收，從而干擾到儀表的正常測量工作。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能被反射回來，故對于超聲波液位計無測量方面的影響。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，從而信號減弱，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，超聲波液位計的測量會產(chǎn)生較大的誤差，甚至無法測量。建議在泡沫影響嚴重的工況下，通過加裝消波管的辦法來減小甚至屏蔽泡沫的干擾。
　　五、壓力和溫度對超聲波液位計測量的影響
　　超聲波液位計通常不可安裝于壓力容器內(nèi)，因為如果有壓力存在，則會影響其探頭對液位的測量，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，進而影響著聲速的變化。在實際測量中，高溫會導(dǎo)致超聲波液位計出現(xiàn)測量誤差，但若儀表具有先進的測量系統(tǒng)，如計為Uson-11超聲波液位計，則可以對溫度的影響進行自動補償，并且，在實際應(yīng)用中，由于探頭周圍環(huán)境，與被測介質(zhì)的溫度不同，Uson-11超聲波液位計的測量系統(tǒng)也會選擇探頭結(jié)合的溫度傳感器與探頭分離的外置溫度傳感器對溫度補償。如果將超聲波液位計安裝于戶外，建議采用加裝遮陽罩等措施來減弱溫度因素對儀表產(chǎn)生的測量影響。

（深圳計為自動化技術(shù)有限公司市場部2019年4月24日發(fā)布）

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