电容式物位计
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超声波物位计的主要技术指标

2021-10-21 15:46:09

超声波物位计又称超声波液位计,是一种优良的非接触接口测量设备,适用于石油、化工、电力、自来水、污水处理、水利水文、食品加工等行业。其安装简单,适用性广,是一种物美价廉的液位测量设备。由于超声波的主要技术指标与其具体应用有关,因此为更好地应用超声波物位计,需了解超声波物位计的主要技术指标。

一、量程和盲区

量程和盲区是反映超声波物位计的两个重要指标。

量程代表的是这个物位计能测量的至大范围,反映的是换能器的灵敏度。也就是说,量程越大,灵敏度越高。大部分厂家标称的量程都是针对平整液面来说,但在实际测量的时候,液位波动,表面有漂浮物,有粉尘、有蒸汽,这些因素都有可能导致量程不能达到标称值。

超声波物位计

二、温度和精度

超声波物位计的温度范围大部分标称是-20~60℃的范围。因为大部分用液晶显示的物位计,液晶屏的工作温度只能在这个范围,超出该范围,液晶显示都会出现不正常的现象。如果不考虑液晶显示的限制,一般都可以做到-40~80℃的范围。

另外,压电陶瓷有个居里温度约300℃。居里温度一般是安全温度,一般情况下,超声换能器的工作温度很难超过150℃,当超过150℃时,容易损坏里面的压电陶瓷,因此150℃可以看成是一个破坏温度。另外,超声换能器制造过程用的部分材料,不能在100℃以上的温度长时间工作。因此大部分换能器的极限温度是100℃。

为什么把精度和温度放在一起考虑?因为在空气中,温度的测量误差为1℃,对声速的影响是0.6m/s,20℃,1个大气压下声速约为340m/s。由此可以算出,对测量误差的影响是0.17%。如果温度测量误差超过3℃,物位测量误差就超过大部分厂家0.5%的标称范围。实际上,0.5%的精度是针对常温常压下的,对偏高或偏低的温度,都有可能导致测量精度超过0.5%的情况。在温度梯度,温度变化快的场合,测量误差也会增大。另外,对测量精度影响较大的是气体成分,如在一些挥发性液体的场合,液体的挥发导致空气成分变化,接着导致气体声速变化,最后引起测量误差。


三、供电方式和信号输出方式

供电方式一般是交流电源95~230VAC,24VDC四线制,24VDC二线制三种。输出方式有:显示界面,电流4~20mA,电压1~5V,通信方式:485通信,Hart通信,GPRS通信等。


四、安装方式和锐度角

安装一般有法兰和螺纹两种安装方式。一般情况下不推荐使用吊装,因为吊装容易受风的影响引起测量误差。安装的时候,一般都要考虑盲区的影响,我们要在物理上保证至高液面到探头表面的距离大于盲区。为了避开盲区,用加长导管安装的时候,必须注意探头辐射面两端与导管端面两端形成的夹角要大于换能器的锐度角(锐度角:波束两侧出现头个极小值之间的夹角)。大部分物位计用的换能器都可以看成一个圆型活塞阵。波束角不是越小越好,因为对大量程的产品来说,波束角太小,那么要垂直对准液面就比较困难。


五、压力

在负压的情况下,一般不推荐用超声测量,因为超声传播是通过气体来实现的。负压力意味着里面的空气稀薄,超声在稀薄空气下传播,一个是声速会变化,引起测量误差,二是稀薄空气里面,声波衰减增大,导致测量量程减小甚至不能测量。

正压力主要是探头结构的影响,只要探头结构没有问题,不会引起漏气现象,在大的压力情况下超声物位计是可以工作的。


六、腐蚀性

腐蚀性主要测试超声波物位计探头的材料。在弱酸弱碱的环境下,可以使用普通的塑料外壳。聚四氟乙烯外壳能承受大部分强酸强碱,所以在强酸强碱的情况下,尽量使用聚四氟乙烯外壳。值得注意的是,如果被测物质具有较强的腐蚀性和挥发性,尽量在使用综合超声波物位计时接缝电路板。因为大部分能防水的外壳都不能防气,一旦气体进入设备,就会腐蚀电路板。


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