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超聲波液位計(jì)的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些
2020-11-10
超聲波液位計(jì)又稱(chēng)超聲波水位計(jì)、超聲波物位計(jì)，是一種安裝簡(jiǎn)便、適用性廣、性?xún)r(jià)比高、性能優(yōu)良的非接觸式液位測(cè)量設(shè)備，在石油、化工、污水處理、水利水文及食品加工等行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。由于超聲波的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)其具體應(yīng)用有著直接影響，所以為更好地應(yīng)用超聲波液位計(jì)，了解超聲波液位計(jì)的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些就顯得頗為必要。
一、超聲波液位計(jì)的量程和盲區(qū)
量程和盲區(qū)是反映超聲波液位計(jì)的兩個(gè)重要指標(biāo)。其中，量程反映的是換能器的靈敏度，代表的是液位計(jì)能測(cè)量的最大范圍。也就是說(shuō)，量程越大，靈敏度越高。大部分的廠家標(biāo)稱(chēng)的量程都是針對(duì)平整液面來(lái)說(shuō)，但在實(shí)際測(cè)量的時(shí)候，液位波動(dòng)，表面有漂浮物，有粉塵、有蒸汽，這些都是有可能導(dǎo)致量程不能達(dá)到標(biāo)稱(chēng)值的。
二、超聲波液位計(jì)的溫度和精度
超聲波液位計(jì)的溫度范圍大部分標(biāo)稱(chēng)是-20～60℃的范圍。這也是用液晶顯示的大部分液位計(jì)，其液晶屏的工作溫度范圍，超出該范圍，液晶顯示都會(huì)無(wú)法正常顯示。如果不是液晶顯示受限，一般都能做到-40～80℃的溫度范圍。
另外，壓電陶瓷有個(gè)居里溫度約300℃。居里溫度一般是安全溫度，一般情況下，超聲換能器的工作溫度很難超過(guò)150℃，一旦超過(guò)150℃，里面的壓電陶瓷就很容易損壞，因此150℃可以看成是一個(gè)絕對(duì)破壞溫度。另外，超聲換能器制造過(guò)程用的部分材料，也不能在100℃以上的溫度長(zhǎng)時(shí)間工作。所以這就使得100℃成為大部分換能器的極限溫度。
之所以要把精度和溫度放在一起考慮，是因?yàn)樵诳諝庵?，溫度的測(cè)量誤差為1℃時(shí)，其對(duì)聲速的影響是0.6m/s，在20℃，1個(gè)大氣壓下，聲速約為340m/s?？芍?，溫度對(duì)測(cè)量誤差的影響是0.17%。如果溫度的測(cè)量誤差超過(guò)3℃，那么，物位測(cè)量誤差就超過(guò)大部分廠家0.5%的標(biāo)稱(chēng)范圍。實(shí)際上，0.5%的精度是針對(duì)常溫常壓下而言的，在偏高或偏低的溫度下，都有可能導(dǎo)致測(cè)量誤差超過(guò)0.5%的情況。所以，在溫度變化較快的場(chǎng)合，測(cè)量的誤差也會(huì)增大。此外，對(duì)測(cè)量精度影響最大的還有氣體成分，譬如，在一些揮發(fā)性液體的場(chǎng)合，液體的揮發(fā)導(dǎo)致空氣成分發(fā)生變化，接著導(dǎo)致氣體聲速的變化，最后引起測(cè)量誤差。
三、供電方式和信號(hào)輸出方式
供電方式一般有交流電源95～230VAC，24VDC四線制，24VDC二線制三種。通信方式有：485通信，Hart通信，GPRS通信等。輸出方式有：顯示界面，電流4～20mA，電壓1～5V。
四、安裝方式
超聲波液位計(jì)一般有螺紋和法蘭兩種安裝方式。不推薦使用吊裝方式安裝，因?yàn)榈跹b易受風(fēng)的影響，引起測(cè)量誤差。安裝時(shí)，還要考慮盲區(qū)的影響，要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區(qū)。為避開(kāi)盲區(qū)，在用加長(zhǎng)導(dǎo)管安裝的時(shí)候，必須注意探頭輻射面兩端與導(dǎo)管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側(cè)出現(xiàn)第一個(gè)極小值之間的夾角）。一般來(lái)說(shuō)，大部分超聲波液位計(jì)用的換能器都可以看成一個(gè)圓型活塞陣。對(duì)大量程的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，波束角并非越小越好，因?yàn)椴ㄊ窃叫?，那么要垂直?duì)準(zhǔn)液面就越困難。
五、正負(fù)壓力
負(fù)壓情況下，一般不推薦使用超聲測(cè)量，因?yàn)槌暿墙柚鷼怏w來(lái)實(shí)現(xiàn)傳播的。負(fù)壓力情況下的空氣較為稀薄，超聲在稀薄空氣下傳播，一是聲速會(huì)變化，引起測(cè)量誤差，二是稀薄的空氣里，聲波衰減增大，致使測(cè)量量程減小甚至不能測(cè)量。
正壓力主要考慮探頭結(jié)構(gòu)的影響，只要探頭結(jié)構(gòu)不存在問(wèn)題，沒(méi)有漏氣現(xiàn)象，在大的壓力情況下超聲液位計(jì)也是可以工作的。
六、腐蝕性和揮發(fā)性
腐蝕性主要考驗(yàn)的是超聲波液位計(jì)探頭的材質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，在弱酸弱堿的環(huán)境中，使用普通的塑料外殼完全沒(méi)有問(wèn)題。但在強(qiáng)酸強(qiáng)堿的情況下，則最好使用能夠耐大部分強(qiáng)酸強(qiáng)堿的聚四氟乙烯外殼。
另外，還需注意的是，如果被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性和揮發(fā)性較強(qiáng)，在用一體式超聲波液位計(jì)時(shí)，最好對(duì)電路板進(jìn)行膠縫處理。因?yàn)榇蟛糠址浪畾んw，都不能防止氣體進(jìn)入，而氣體進(jìn)入設(shè)備后，則存在腐蝕電路板的風(fēng)險(xiǎn)。
以上就是“超聲波液位計(jì)的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開(kāi)關(guān)（料位開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)）、液位計(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）等物位測(cè)量?jī)x表方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
一、超聲波液位計(jì)的量程和盲區(qū)
量程和盲區(qū)是反映超聲波液位計(jì)的兩個(gè)重要指標(biāo)。其中，量程反映的是換能器的靈敏度，代表的是液位計(jì)能測(cè)量的最大范圍。也就是說(shuō)，量程越大，靈敏度越高。大部分的廠家標(biāo)稱(chēng)的量程都是針對(duì)平整液面來(lái)說(shuō)，但在實(shí)際測(cè)量的時(shí)候，液位波動(dòng)，表面有漂浮物，有粉塵、有蒸汽，這些都是有可能導(dǎo)致量程不能達(dá)到標(biāo)稱(chēng)值的。
二、超聲波液位計(jì)的溫度和精度
超聲波液位計(jì)的溫度范圍大部分標(biāo)稱(chēng)是-20～60℃的范圍。這也是用液晶顯示的大部分液位計(jì)，其液晶屏的工作溫度范圍，超出該范圍，液晶顯示都會(huì)無(wú)法正常顯示。如果不是液晶顯示受限，一般都能做到-40～80℃的溫度范圍。
另外，壓電陶瓷有個(gè)居里溫度約300℃。居里溫度一般是安全溫度，一般情況下，超聲換能器的工作溫度很難超過(guò)150℃，一旦超過(guò)150℃，里面的壓電陶瓷就很容易損壞，因此150℃可以看成是一個(gè)絕對(duì)破壞溫度。另外，超聲換能器制造過(guò)程用的部分材料，也不能在100℃以上的溫度長(zhǎng)時(shí)間工作。所以這就使得100℃成為大部分換能器的極限溫度。
之所以要把精度和溫度放在一起考慮，是因?yàn)樵诳諝庵?，溫度的測(cè)量誤差為1℃時(shí)，其對(duì)聲速的影響是0.6m/s，在20℃，1個(gè)大氣壓下，聲速約為340m/s?？芍?，溫度對(duì)測(cè)量誤差的影響是0.17%。如果溫度的測(cè)量誤差超過(guò)3℃，那么，物位測(cè)量誤差就超過(guò)大部分廠家0.5%的標(biāo)稱(chēng)范圍。實(shí)際上，0.5%的精度是針對(duì)常溫常壓下而言的，在偏高或偏低的溫度下，都有可能導(dǎo)致測(cè)量誤差超過(guò)0.5%的情況。所以，在溫度變化較快的場(chǎng)合，測(cè)量的誤差也會(huì)增大。此外，對(duì)測(cè)量精度影響最大的還有氣體成分，譬如，在一些揮發(fā)性液體的場(chǎng)合，液體的揮發(fā)導(dǎo)致空氣成分發(fā)生變化，接著導(dǎo)致氣體聲速的變化，最后引起測(cè)量誤差。
三、供電方式和信號(hào)輸出方式
供電方式一般有交流電源95～230VAC，24VDC四線制，24VDC二線制三種。通信方式有：485通信，Hart通信，GPRS通信等。輸出方式有：顯示界面，電流4～20mA，電壓1～5V。
四、安裝方式
超聲波液位計(jì)一般有螺紋和法蘭兩種安裝方式。不推薦使用吊裝方式安裝，因?yàn)榈跹b易受風(fēng)的影響，引起測(cè)量誤差。安裝時(shí)，還要考慮盲區(qū)的影響，要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區(qū)。為避開(kāi)盲區(qū)，在用加長(zhǎng)導(dǎo)管安裝的時(shí)候，必須注意探頭輻射面兩端與導(dǎo)管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側(cè)出現(xiàn)第一個(gè)極小值之間的夾角）。一般來(lái)說(shuō)，大部分超聲波液位計(jì)用的換能器都可以看成一個(gè)圓型活塞陣。對(duì)大量程的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，波束角并非越小越好，因?yàn)椴ㄊ窃叫?，那么要垂直?duì)準(zhǔn)液面就越困難。
五、正負(fù)壓力
負(fù)壓情況下，一般不推薦使用超聲測(cè)量，因?yàn)槌暿墙柚鷼怏w來(lái)實(shí)現(xiàn)傳播的。負(fù)壓力情況下的空氣較為稀薄，超聲在稀薄空氣下傳播，一是聲速會(huì)變化，引起測(cè)量誤差，二是稀薄的空氣里，聲波衰減增大，致使測(cè)量量程減小甚至不能測(cè)量。
正壓力主要考慮探頭結(jié)構(gòu)的影響，只要探頭結(jié)構(gòu)不存在問(wèn)題，沒(méi)有漏氣現(xiàn)象，在大的壓力情況下超聲液位計(jì)也是可以工作的。
六、腐蝕性和揮發(fā)性
腐蝕性主要考驗(yàn)的是超聲波液位計(jì)探頭的材質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，在弱酸弱堿的環(huán)境中，使用普通的塑料外殼完全沒(méi)有問(wèn)題。但在強(qiáng)酸強(qiáng)堿的情況下，則最好使用能夠耐大部分強(qiáng)酸強(qiáng)堿的聚四氟乙烯外殼。
另外，還需注意的是，如果被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性和揮發(fā)性較強(qiáng)，在用一體式超聲波液位計(jì)時(shí)，最好對(duì)電路板進(jìn)行膠縫處理。因?yàn)榇蟛糠址浪畾んw，都不能防止氣體進(jìn)入，而氣體進(jìn)入設(shè)備后，則存在腐蝕電路板的風(fēng)險(xiǎn)。
以上就是“超聲波液位計(jì)的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開(kāi)關(guān)（料位開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)）、液位計(jì)（料位計(jì)、液位計(jì)）等物位測(cè)量?jī)x表方面的知識(shí)，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：Jiweimeter。
（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司市場(chǎng)部2020年11月10日發(fā)布）
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