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超聲波物位儀的特點和選型
閱讀：1086 發(fā)布時間：2017-4-14
超聲波是機(jī)械波的一種，即是機(jī)械振動在彈性介質(zhì)中的一種傳播過程，它的特征是頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，另外方向性好，能夠成為射線而定向傳播。超聲波在液體、固體中衰減很小，因而穿透能力強(qiáng)，尤其是在對光不透明的固體中，超聲波可穿透幾十米的長度，碰到雜質(zhì)或界面就會有顯著的反射，超聲波測量物位就是利用了它的這一特征。
在超聲波檢測技術(shù)中，不管那種超聲波儀器，都必須把電能轉(zhuǎn)換超聲波發(fā)射出去，再接收回來變換成電信號，完成這項功能的裝置就叫超聲波換能器，也稱探頭。
由超聲波在介質(zhì)中傳播原理可知，若介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一定，則超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個常數(shù)。因此，當(dāng)測出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時間，則可換算出超聲波通過的路程，即得到了液位的數(shù)據(jù)。
一、特點和選型：
特點：
1.同樣的測量范圍下該液位計檢測儀到換能器區(qū)間的值要求zui小，測量盲區(qū)zui短;
2.適用環(huán)境溫度范圍廣-40～ 95C，且?guī)ё詣訙囟妊a(bǔ)償;
3.性能可靠、免維護(hù)。它采用妙聲力*的聲智能軟件來有效地識別真假回波，可以滿足許多接觸式不能測量的應(yīng)用場合;
4.不受攪拌器影響，*的回波處理功能保證在使用攪拌器及其他液面浪涌現(xiàn)象嚴(yán)重或有大量泡沫的場合仍能可靠工作并提供穩(wěn)定讀數(shù);
5.安裝簡單，操作方便。
選型：
1.zui大測量范圍
Minirangerplus可以配置5m、10m、15m等不同型號的換能器。在選擇換能器時，需要考慮被測物料的特性、界面上介質(zhì)性質(zhì)、環(huán)境情況和生產(chǎn)系統(tǒng)的操作條件。超聲波發(fā)射后的衰減程度和界面反射特性對測量范圍有很大影響。當(dāng)超聲波衰減快，界面反射差時，為避免超聲波探頭接收到的超聲波信號過弱，而無法與噪音信號區(qū)分，就要增大換能器的發(fā)射功率。
銀定莊污水處理廠在液位測控系統(tǒng)改造過程中，根據(jù)需要選擇了不同型號的換能器，如：粗格柵渠深9.5米，選用了XPS-10型換能器，zui大測量范圍為10米;集水池池深11.5米，選用了XPS-15型換能器，zui大測量范圍為15米;細(xì)格柵廊道深2米，選用了zui大測量范圍為5米的單探頭液位計。
2.溫度補(bǔ)償
超聲波探頭是采用具有聲電效應(yīng)的材料制成的，當(dāng)高于一定溫度時，壓電元件將失去效應(yīng)，而不能使用。一般超聲波換能器在-20-80℃工作條件下較合適。另外，由于超聲波測量物位是基于被測物料界面上傳遞超聲波的介質(zhì)中聲速C為定值，在實際應(yīng)用中，介質(zhì)的聲速除決定于介質(zhì)的成分外，還受溫度的影響。隨季節(jié)的變化，環(huán)境溫度變化很大，為保證測量精度，應(yīng)選擇帶溫度補(bǔ)償超聲波物位計。
3.聲速校正
物料界面上傳遞聲速的介質(zhì)性質(zhì)和成分影響測量結(jié)果，為適應(yīng)不同的測量介質(zhì)，Minirangerplus內(nèi)部配置了聲速校正系統(tǒng)，以校正由于介質(zhì)的成分變化而引起的誤差。具體操作如下：在Minirangerplus程序中輸入實際的測量值，Minirangerplus通過比較輸入的實際測量值(距離)與其本身超聲測量值(時間)計算聲速，并采用此聲速進(jìn)行后續(xù)測量。
二、換能器的安裝：
檢測儀表能否獲得準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，不僅與儀表本身的精度有關(guān)，而且與儀表的安裝和調(diào)試有關(guān)。正確的安裝除了可以獲得更為準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)外，還可以保證儀表工作穩(wěn)定，維護(hù)方便。超聲波物位檢測儀在安裝時要注意以下幾點：
1.超聲波換能器應(yīng)安裝在只能“看見”被測介質(zhì)表面的地方，使聲波在容器、儲罐和料倉中傳送時不會遇到擋板、攪拌器、倉壁等物體生成干擾，產(chǎn)生測量誤差;
2.超聲波換能器在其傳送和接收的脈沖之間，有一部分自身不能識別的盲區(qū)，為了測量可靠，測量對象的zui高物位應(yīng)該在盲區(qū)之外;
3.測量儲倉內(nèi)固體料位時，要考慮固體物料在界面上是不平整的，通常在進(jìn)料口的物料高于儲倉周邊，因此，換能器應(yīng)安裝在能反映物料平均高度的位置上;
4.安裝換能器的另一要點是避免零反射。超聲波換能器對準(zhǔn)罐底或卸料口的斜壁時，超聲脈沖發(fā)射出來，卻收不到回波，檢測儀就發(fā)出報警或調(diào)節(jié)到zui大限度，而且，有把干擾回波作為物位回波接收的危險。解決這一問題的有效辦法，就是在液體儲罐底部放一塊小型的反射板或?qū)Q能器安裝在靠近罐中線處。
5.超聲波換能器和檢測儀之間應(yīng)采用屏蔽電纜連接，且屏蔽線兩端接地，以避免電噪聲的干擾。