收发一体超声波测距离传感器模块_一文了解超声波液位计

为何选择超声波液位计？

由于超声波液位计通过声波的发射和接收时间来计算传感器与被测物体之间的距离。无机械移动部件，可靠性高，安装简单方便，属于非接触测量，不受液体粘度、密度影响，精度相对较低，因此选择。

超声波液位计的特点及工作原理

超声波液位计是一种由微处理器控制的液位数字仪器。在测量过程中，超声波脉冲由传感器发出，声波通过液体表面辐射被传感器接收，通过压电晶体或磁膨胀装置转换为电信号，传感器与测量液体表面之间的距离由声波的发送和接收时间计算。超声波液位计采用非接触测量，对测量介质几乎无限，可广泛应用于液体固体材料的高度测量。

适用于超声波液位计的环境

超声波液位计是超声波液位计和超声波液位计的总称。当用于测量液位时，通常称为超声波液位计； 用于测量固体料位时，通常称为超声波料位计。

超声波液位计通常用于温度-40℃～100℃压力在3之间Bar(5kg/cm2)测量液位或料位。

安装超声波液位计

超声波液位计安装

1)超声波液位计应水平放置在容器顶部。

2)选择合适的安装超声波液位计的方法。

3)超声收发传感面应与液位平行。

4)超声收发传感面应尽量避免靠近容器侧壁。

5)为避免液位计因振动或摇晃而松动，请仔细安装。

6)不要在同一容器中安装多个超声波液位计，这会导致测量误差。

7)安装位置应避免阳光直射，露天安装应加防护罩。

8)安装位置应避免强振动区域。如果安装在轻振动区域，则应安装橡胶减振器。

9)安装位置应远离进料口，无障碍物。

10)安装法兰时，请注意立管高度与立管内径的关系。

11)安装接口要求开口尺寸足够大。安装法兰时，应合理设计法兰下的接管长度。对于10米和12米范围的物位计，接管长度不得超过15米cm，选择DN80多个法兰口。

对于15米、20米、30米和40米的物位计，接管长度不应大于20米cm,选择DN200多个法兰口。

对于8米以下量程的物位计，对接管长度无要求，可适当设计，消除盲区影响，选择DN65以上的法兰口。

对于8米以下量程的物位计，对接管长度无要求，可适当设计，消除盲区影响，选择DN法兰口65以上。

2.密封容器中挥发性液体的液位测量应注意两点

• 容器中的气体声速可能与空气中的声速不同。如果液位计不能纠正声速，则会出现较大的误差。
• 超声波液位计探头表面会凝结挥发性液体，阻挡声波的收发，要求液位计具有可变功率控制功能。

超声波液位计有三种方法可以选择液体剧烈波动的液体

a 选用具有自动功率控制功能的超声波液位计。

b 选择更大范围的超声波液位计。

c 在液体中加入沉井，测量沉井中的液位。

四线和三线超声波液位计

a 两线超声波液位计(DC24V)与信号输出 (DC4-20mA)共用一个电路是标准的变送器形式。缺点是发射功率弱，不适合大波动的液位测量。当液位挥发较大时，测量效果并不理想。

b 三线超声波液位计供电24VDC4-输出4- 20mADC使用两条线，负端和地面共用一条线。其优点是发射功率大，适用于测量各种条件下的液位和料位，效果好。

5安装示意图

B=盲区距离(近端测量距离)

H=远端测量距离

D=从发射头到待测物表面的距离

L＝液位F＝最大液位

声波入射角必须与水平面保持直角

传感器安装不能太靠近内壁，造成测量误差

进料口应避免安装，以免受到物料或障碍物的干扰。

从超声波换能器表面到最高液位的距离小于0.5米时，需要在盲板盖上焊接延伸管，以增加换能器表面与最高液位的距离。具体安装方法如下图所示。

对于安装在室外或潮湿室内及制冷或加热的罐上的仪表，为了防潮，应拧紧电缆密封套，而且要在进线口处使电缆向下弯曲。如图示

利用固定支架将超声波液位仪安装于被测液体正上方，仪表的电源及通信线通过镀锌钢管连接到控制室。当然也可以象罐顶安装方法一样，用法兰固定换能器的方法来固定仪表。

注意：

仪表的发射面一定要水平；

超声波换能器表面的安装高度，应小于仪表的量程；

超声波换能器表面到池顶或最高液位的高度，应大于仪表的盲区；

超声波换能器至池壁、河岸、堤防的距离。一般需要大于0.5米以上。若壁不光滑、有明显的凸出，则需要适当增加距离.

超声波液位计的日常使用维护

• 超声波液位计在日常使用维护中要从外观上检查仪表是否有损坏。
• 检查是否符合测量点的技术要求，如过程温度、压力、环境温度、测量范围等。
• 检查测量值是否与实际值一致。安装地点是否有遮阳避雨的保护措施。
• 检查接线端子位置是否正确、电缆密封塞是否拧紧、外壳盖是否拧紧。若有辅助电源，显示模块是否有显示。
• 超声波在使用中，电源必须与铭牌上数据一致，在接线前应切断电源。

16例超声波液位计常见问题的解决方式

1、现象:屏幕无显示、探头无声响

处理办法: 检查电源是否正常

2、现象:屏幕错误信息 ERR 01

处理办法: 检查探头的连接是否正常

3、现象:屏幕错误信息 ERR 02

处理办法: 探头与变送器的ID不一致，通过 按键将ID设置一致

4、现象:继电器工作异常

处理办法: 检查继电器设置是否符合要求

5、现象:仪表显示正常，但输出信号电流异常

处理办法: 检查接线是否正确，电流负载阻抗是否满足要求，中控室模块是否配 置正常

6、现象:面板无显示但探头有声响

处理办法: 检查液晶屏连接是否正常

7、现象:键盘按键无效

处理办法: 检查键盘连接是否正常

8、现象:仪表和上位机不能通信

处理办法: 检查接线、ID、通信速率、通信协议是否正确

9、现象:仪表近距离测量正常，远端测量异常

处理办法: 首先检查安装是否正常，然后检查参数设置是否合理

10、现象:仪表出现近端死锁

处理办法: 检查是否是工况的真实反应，检查 参数是否合理

11、现象:仪表运行一段时间后测量严重异常

处理办法: 检查仪表是否挂料并及时清理

12、瞬时流量值波动大

解决方法：瞬时流量值波动大表现为信号强度波动大和本身测量流体波动大两方面。解决方法是调整好探头位置，提高信号强度(保持在3%以上)保证信号强度稳定，如本身流体波动大，则位置不好，重新选点，确保前10D后5D的工况要求。

13、开机无显示

解决方法：

1)检查接线是否正确，电源是否供上。电压是否符合要求。

2)液面和超声波换能器(即探头)间有无障碍物，阻断声波的发射与回收。

3)液面是否变化太快，表面有无气泡或翻滚波动。

4)液位计探头安装是否垂直，如果倾斜，则回波偏离法线，致使仪表无法收到。

5)液位计安装时，探头和容器壁是否太近，如果液位稍有不平稳，使容器壁回波和直达波之间的声程差异较小，产生干扰叠加现象，从而使仪表指示不准。

6)仪表安装架有否振动。

7)没有液面，或者液面太高，进入盲区，致使仪表没有回波信号 。

14、开机后仪表仅有背光，无任何字符显示

解决方法：开机后仪表仅有背光，无其他任何字符显示此情况一般为程序芯片失，建议把仪器发回原厂进行处理。

15、仪表在现场强干扰下无法使用

解决方法：仪表在现场强干扰下无法使用是由于供电电源波动范围较大，周围有变频器或强磁场干扰，接地线不正确。给仪表提供稳定的供电电源，仪表安装远离变频器和强磁场干扰，有良好的接地线。

16、超声波液位计探头凝结露珠怎么处理？

大多数超声波液位计的探头表面自带清洁功能，露珠一般很少能凝结的。

1)在探头表面涂抹润滑剂可以避免露珠的出现。

2)倾斜安装，利用重力消除露珠。