為什么選擇超聲波液位計？

因為，超聲波液位計由聲波的發射和接收之間的時間來計算傳感器到被測物體的距離。無機械可動部分，可靠性高，安裝簡單、方便，屬于非接觸測量，且不受液體的粘度、密度等影響精度比較低，所以選擇。

超聲波液位計特點及工作原理

超聲波液位計是由微處理器控制的液位數字儀表。在測量中超聲波脈沖由傳感器發出，聲波經液體表面放射后被傳感器接收，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉換成電信號，由聲波的發送和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。超聲波液位計采用非接觸測量，對被測介質幾乎不受限制，可廣泛用于液體固體物料高度的測量。

超聲波液位計適于應用的環境

超聲波液位計是超聲波液位計和超聲波料位計的統稱，當用于測量液體液位時，通常稱為超聲波液位計；當用于測量固體料位時，通常稱為超聲波料位計。

超聲波液位計通常應用于溫度在-40℃～100℃之間、壓力在3Bar(5kg/cm2)以下的場所進行液位或料位的測量。

超聲波液位計的安裝

1超聲波液位計安裝方式

1）超聲波液位計應水平置于容器頂部。

2）選擇一個合適的方法來安裝超聲波液位計。

3）超聲波收發傳感面應與液面平行。

4）超聲波收發傳感面應盡量避免靠近容器側壁。

5）為避免振動或搖晃導致液位計松動，請小心的進行堅固安裝。

6）同一容器內不要安裝多臺超聲波液位計，超聲波互相干擾會導致測量誤差。

7）安裝位置應避免陽光直射，露天安裝應加防護罩。

8）安裝位置應避免強振動區域，如安裝在輕振動區域，應安裝橡膠減振器。

9）安裝位置應遠離進料口且不能碰到障礙物。

10）如法蘭安裝時,請注意法蘭立管高度與立管內徑的關系。

11）安裝接口要求開口尺寸足夠大，當為法蘭安裝時，法蘭下面的接管長度要設計合理，對于10米、12米量程的物位計，接管長度應不大于15cm，選擇DN80以上的法蘭口。

對于15米、20米、30米和40米量程的物位計，接管長度應不大于20cm,選擇DN200以上的法蘭口。

對于8米以下量程的物位計，對接管長度無要求，可適當設計，以消除盲區的影響，并選擇DN65以上的法蘭口。

對于8米以下量程的物位計，對接管長度無要求，可適當設計，以消除盲區的影響，并選擇DN65以上的法蘭口。

2對于密封容器內的揮發液體的液位測量應注意兩點

• 容器內氣體聲速可能與空氣中的聲速不同，如液位計不能對聲速進行修正，則會出現較大誤差。

• 揮發性的液體會在超聲波液位計探頭表面凝結，阻擋聲波的收發，要求液位計具有可變功率控制功能。

   

3對于液面劇烈波動的液體在選用超聲波液位計有三種方法

a   選用具有自動功率控制功能的超聲波液位計。

b   選用更大量程的超聲波液位計。

c   在液體中加沉井，測量沉井內的液位。

4兩線制和三線制超聲波液位計

a   兩線制超聲波液位計其供電（DC24V)與信號輸出 （DC4-20mA)共用一個回路，為標準的變送器形式，不足之處是發射功率弱，不適合有較大波動的液面液位測量，當液位有較大揮發時，測量效果也不理想。

b   三線制超聲波液位計，其供電24VDC與信號輸出4- 20mADC各使用兩條線，負端與地共用一條線。其優勢是發射功率較大，適用于多種條件的液位和料位進行測量，效果較好。

5安裝示意圖

B＝盲區距離（近端測量距離）

H＝遠端測量距離

D＝發射頭至待測物表面距離

L＝液位F＝大液位

聲波入射角度必須與水平面保持直角

傳感器安裝不可太靠近內壁以造成測量誤差

安裝時應避免安裝在進料口的位置，以免受物料或障礙物的干擾。

當超聲波換能器表面到高液位的距離小于0.5米時，需要在盲板蓋上，加焊延伸管，以增加換能器表面到高液位的距離。具體安裝方式如下圖所示。

對于安裝在室外或潮濕室內及制冷或加熱的罐上的儀表，為了防潮，應擰緊電纜密封套，而且要在進線口處使電纜向下彎曲。如圖示

利用固定支架將超聲波液位儀安裝于被測液體正上方，儀表的電源及通信線通過鍍鋅鋼管連接到控制室。當然也可以象罐頂安裝方法一樣，用法蘭固定換能器的方法來固定儀表。

注意：

儀表的發射面一定要水平；

超聲波換能器表面的安裝高度，應小于儀表的量程；

超聲波換能器表面到池頂或高液位的高度，應大于儀表的盲區；

超聲波換能器至池壁、河岸、堤防的距離。一般需要大于0.5米以上。若壁不光滑、有明顯的凸出，則需要適當增加距離.

超聲波液位計的日常使用維護

• 超聲波液位計在日常使用維護中要從外觀上檢查儀表是否有損壞。

• 檢查是否符合測量點的技術要求，如過程溫度、壓力、環境溫度、測量范圍等。

• 檢查測量值是否與實際值一致。安裝地點是否有遮陽避雨的保護措施。

• 檢查接線端子位置是否正確、電纜密封塞是否擰緊、外殼蓋是否擰緊。若有輔助電源，顯示模塊是否有顯示。

• 超聲波在使用中，電源必須與銘牌上數據一致，在接線前應切斷電源。

16例超聲波液位計常見問題的解決方式

 1、現象:屏幕無顯示、探頭無聲響

處理辦法: 檢查電源是否正常

 2、現象:屏幕錯誤信息 ERR 01

處理辦法: 檢查探頭的連接是否正常

 3、現象:屏幕錯誤信息 ERR 02

處理辦法: 探頭與變送器的ID不一致，通過 按鍵將ID設置一致

 4、現象:繼電器工作異常

處理辦法: 檢查繼電器設置是否符合要求

 5、現象:儀表顯示正常，但輸出信號電流異常

處理辦法: 檢查接線是否正確，電流負載阻抗是否滿足要求，中控室模塊是否配置正常

 6、現象:面板無顯示但探頭有聲響

處理辦法: 檢查液晶屏連接是否正常

 7、現象:鍵盤按鍵無效

處理辦法: 檢查鍵盤連接是否正常

 8、現象:儀表和上位機不能通信

處理辦法: 檢查接線、ID、通信速率、通信協議是否正確

 9、現象:儀表近距離測量正常，遠端測量異常

處理辦法: 首先檢查安裝是否正常，然后檢查參數設置是否合理

 10、現象:儀表出現近端死鎖

處理辦法: 檢查是否是工況的真實反應，檢查 參數是否合理

 11、現象:儀表運行一段時間后測量嚴重異常

處理辦法: 檢查儀表是否掛料并及時清理

12、現象：瞬時流量值波動大

解決方法：瞬時流量值波動大表現為信號強度波動大和本身測量流體波動大兩方面。解決方法是調整好探頭位置，提高信號強度(保持在3%以上)保證信號強度穩定，如本身流體波動大，則位置不好，重新選點，確保*D后5D的工況要求。

13、現象：開機無顯示

解決方法：

1）檢查接線是否正確，電源是否供上。電壓是否符合要求。 

2）液面和超聲波換能器（即探頭）間有無障礙物，阻斷聲波的發射與回收。

3）液面是否變化太快，表面有無氣泡或翻滾波動。

4）液位計探頭安裝是否垂直，如果傾斜，則回波偏離法線，致使儀表無法收到。 

5）液位計安裝時，探頭和容器壁是否太近，如果液位稍有不平穩，使容器壁回波和直達波之間的聲程差異較小，產生干擾疊加現象，從而使儀表指示不準。

6）儀表安裝架有否振動。

7）沒有液面，或者液面太高，進入盲區，致使儀表沒有回波信號 。

14、現象：開機后儀表僅有背光，無任何字符顯示

解決方法：開機后儀表僅有背光，無其他任何字符顯示此情況一般為程序芯片失，建議把儀器發回原廠進行處理。 

15、現象：儀表在現場強干擾下無法使用

解決方法：儀表在現場強干擾下無法使用是由于供電電源波動范圍較大，周圍有變頻器或強磁場干擾，接地線不正確。給儀表提供穩定的供電電源，儀表安裝遠離變頻器和強磁場干擾，有良好的接地線。

16、現象：超聲波液位計探頭凝結露珠怎么處理？

大多數超聲波液位計的探頭表面自帶清潔功能，露珠一般很少能凝結的。

1）在探頭表面涂抹潤滑劑可以避免露珠的出現。

2）傾斜安裝，利用重力消除露珠。

超聲波液位計是一系列非接觸，高可靠、低價格、免維護的物位儀，它*解決了由壓力變送器、電容式浮子式等測量方式帶來的纏繞、泄露、接觸介質、昂貴的維護等麻煩，目前，要求對于液位和物位進行無接觸式測量的現場越來越多，由于超聲波液位計不必接觸工業介質就能夠滿足大多數密閉或者敞開容器里的物位測量要求，并且目前的科學技術已經發展到超聲波系列的物位測量儀器可以測量幾厘米到幾十厘米的范圍，而且在惡劣條件下也表現出了非凡的能力，因些在許多對于安裝環境復雜的情況下，超聲波液位計成為了重要的選用類型。關于超聲波液位計我們需要了解的東西很多，下面向大家介紹一下超聲波液位計原理、特點、應用的缺陷和不足、適應場合注意事項、使用的環境條件、選擇方法、故障及解決方法。
超聲波液位計原理
超聲波液位計安裝于容器上部在電子單元的控制下，探頭向被測物體發射一束超聲波脈沖。聲波被物體表面反射，部分反射回波由探頭接收并轉換為電信號。從超聲波發射到被重新被接收，其時間與探頭至被測物體的距離成正比。電子單元檢測該時間，并根據已知的聲速計算出被測距離。通過減法運算就可得出物位值。由于溫度對聲速具有影響，所以儀表應測量溫度，以修正聲速。

超聲波液位計的特點
1、高質量零件：電路設計從電源部分起就選用高質量的電源模塊，元器件選擇進口穩定可靠的器件，*可以替代同類型國外進口儀表。
2、超高精度：我公司擁有的聲波智能器，使儀表的精度大大提高，液位精度達到±0.25%，能夠抗種干擾波。
3、專業的聲波智能技術：超聲波智能技術軟件可進行智能化回波分析，無需任何調試及其它的特殊步驟，此技術具有動態思維、動態分析的功能。
4、適應安全穩定：超聲波液位計是一種非接觸儀表，不跟液體直接接觸，因此故障率低。
超聲波液位計應用的缺陷和不足
1、超聲波本質是一種機械波，傳播需要介質，那么超聲波液位計大的應用缺陷是不能用于真空環境和傳播介質變化（如強揮發性）的環境；
2、超聲波液位計的換能器由壓電陶瓷和塑性外殼灌封而成，其不能應用于高溫高壓環境，一般超聲波液位計的大耐受溫度為80℃；
3、超聲波是一種機械波，在傳播的過程中會存在衰減，考慮到精度和量程的矛盾性，超聲波液位計實際應用中量程范圍較小，精度稍差，所以其不能用于大量程和高精度的場合；
4、超聲波液位計在實際應用中測量的時間量，結合聲速，可以得出距離值（時間×聲速=距離），而聲速隨著介質和溫度變化，所以超聲波液位計也不能應用于溫度頻繁變化的場合。
超聲波液位計適應場合注意事項 ：
1、平面狀態：比如液體、移動平面可以是鋼板、塑料、紙制品、木制品、玻璃制品等等；在安裝垂直度好的情況下，發射效率高，即收到的回波數量多，應用廣。
2、固定形狀：比如圓柱狀的罐、瓶、人體、運功的小車等等，反射效率其次，所以對安裝要求比較高，應用較多。
3、顆粒或者塊狀的物體：比如礦物、粒子或塊狀的煤碳、焦炭、塑料粒子等等，由于有漫反射的存在，所以收到的回波少，故回波效率低，安裝要求高。
4、由于以下物質的揮發氣體或揚塵的吸聲能力特強，所以一般情況下不可以應用。比如：發煙硫酸、-9- 硝酸、儲存罐中的水泥、石灰、液體表面有大量的泡沫等等；又比如：到達換能器探頭的溫度在60℃以上或儲存罐的壓力≥0.4Mpa時不可以應用（如果應用在帶溫帶壓的儲存罐，訂貨時必須說明）。
5、如果您將本儀表應用在比如：鹽酸、不發煙硫酸及其他腐蝕性很強的液位的測量，請您選用防腐型液位計。
超聲波液位計使用的環境條件
1、介質壓力：聲波在真空下是無法傳播的，但在微真空狀態下可以傳播，但我們建議不要在任何真空環境中應用，即微真空狀態，因為可能造成超聲波工作不正常或者誤差變大。
2、介質濕度：在干燥或者飽和濕度的空氣中，聲速大將會變化2%，水蒸氣中空氣含有多種氣體影響超聲波發射速度。
3、空間：在聲波下面有障礙或者有管路，影響超聲波發射，造成信號丟失。
4、泡沫：被測介質所產生的大量泡沫容易吸收聲波或者干擾聲波發射。
5、氣流：在風速小于50Km/h時候，基本可以忽略，在風速大于50Km/h時將對測量結果產生影響。

一種：現場容器里面會有攪拌，液體波動比較大，會影響超聲波液位計的測量。
故障現象：無信號或者數據的波動厲害。
原因：超聲波液位計所說的測量幾米距離，指的都是指平靜的水面。比如像5米量程的超聲波液位計，一般就是指測量平靜的水面大距離是5米，實際出廠就會做到6米。遇到容器里面有攪拌的情況下，水面不是平靜的，反射信號會減弱到正常信號的一半以下。
解決方法：
1.所選用更大量程的超聲波液位計，如果實際量程就是5米，那么就要用10米或者15米的超聲波液位計來測量。
2.如果是不換超聲波液位計，而且罐子里面液體無粘性，就還可以安裝導波管，把超聲波液位計探頭防置在導波管內測量液位計高度，因為導波管內的液面基本是平穩的。
3.建議把二線制超聲波液位計改為四線制的。

第二種：液體表面有泡沫。
故障現象：超聲波液位計一直是在搜索，或者會顯示“丟波”狀態。
原因：泡沫是會明顯吸收超聲波，導致了回波信號非常弱。因此當液體的表面40-50%以上面積則覆蓋了泡沫，超聲波液位計發射的信號就會被吸收絕大部分，造成了液位計接收不到反射的信號。這個跟泡沫的厚度是沒有太大關系的，主要是跟泡沫的覆蓋面積有關。
解決方法：
1.安裝導波管，把超聲波液位計的探頭放在導波管內測量液位計高度，因為導波管內的泡沫就會減少很多。
2.更換成雷達液位計來測量，雷達液位計對5厘米以內的泡沫都可以穿透。
第三種;現場水池或者罐子內溫度高，影響超聲波液位計測量。
故障現象：水面離探頭近的時候可以測量到，水面離探頭遠就測量不到。水溫低的時候超聲波液位計測量都正常，水溫高了超聲波液位計就測量不到。
原因：液體介質在30-40℃以下一般不會產生蒸汽和霧氣，超過了這個溫度就容易產生蒸汽或霧氣，超聲波液位計發射的超聲波在發射過程當中穿過蒸汽會衰減一次，從液面反射回來的時候就要再衰減一次，造成后回到探頭的超聲波信號很弱，所以測量不到。而且在這種環境下面，超聲波液位計的探頭容易結水珠，水珠就會阻礙超聲波的發射和接收。
解決方法：
1.要把量程加大，實際上罐子高度是3米，要選擇6米-9米之間的超聲波液位計。可以減少或者削弱蒸汽或者霧氣對測量的影響。
2.探頭是要用聚四氟乙烯或者PVDF做，做成物理密封型的，這樣的探頭發射面上面不容易凝結水珠。至于其他材質的發射面，水珠都是比較容易凝結的。
第四種：現場有電磁干擾。
故障現象：超聲波液位計數據是無規律跳動，或者就干脆顯示無信號。
原因：工業現場就會有很多電動機、變頻器還有電焊都會對超聲波液位計的測量造成影響。電磁干擾就會超過探頭接收到的回波信號。
解決方法：
1.超聲波液位計必須要可靠接地，接地后，電路板上的一些干擾，會通過地線跑掉。而且這個接地是要單獨接地，不能跟其他設備共用一個地。
2.電源不能跟變頻器、電動機同一個電源，也不能從動力系統電源上直接引電。
3.安裝地點需要遠離變頻器、變頻電動機、大功率電動設備。如果不能遠離，就要在液位計的外面裝金屬的儀表箱來隔絕屏蔽，這個儀表箱也需要接地。
第五種：進入盲區
故障現象：會出現滿量程或者是任意數據。
原因：超聲波液位計都會有盲區，一般5米以內的量程，盲區是0.3-0.4米。10米以內量程就是0.4-0.5米。進入盲區后，超聲波就會出現任意的數值，不能正常工作。
解決方法：1.安裝的時候就需要考慮盲區的高度，安裝好了之后探頭離水位之間的距離必須大于盲區。

本動畫首先對超聲波液位計進行結構展示，之后對安裝位置進行展示，安裝時的注意要點要參考動畫后的圖表。

后對工作原理進行展示，超聲波液位儀的基本原理是：儀器發射出超聲波后遇物體后進行反彈，之后儀器根據反彈回的超聲波信息進行定位分析，從而得出需要測量的距離。