超声波物位计是众多物位测量仪表中较为常见的一种,其英文名称为Ultrasonic Level Transmitter,是一种由单片机控制的物位测量仪表。是由微处理器控制的数字物位仪表。由于其具有测量范围广、测量数值精准度高、测量反应灵敏、响应频率快等优点,它被广泛应用于许多工业领域。为帮助仪表用户对于超声波物位计有更为深入的认识,本文谈谈超声波物位计的工作原理和应用。
一、超声波物位计的工作原理
超声波物位计多用于连续性测量,主要利用声波碰到液面产生反射波的原理,测出从发射波发出到反射波返回整个过程所需要的时间。实际应用中,就是将超声波物位计垂直安装于液体表面,当超声波物位计工作时,会向液面发射一个超声波脉冲,经过一段时间,超声波物位计的传感器就会接到被液面返回的信号,根据超声波物位计发出和接收超声波的时间差,从而计算出液面到传感器的距离,即可计算出液位的具体高度。
在上述工作原理中,声音在介质中的速度为c,回波与发射脉冲的时间差为t,然后根据公式D=c×t/2,再计算传感器与物面之间的距离D。超声波物位计的测量原理请结合下图理解,计算公式为:L=E-D,其中E为空罐距离,F为量程(满罐距离),L为物位,BD为测量盲区,D为传感器外壳平面到液面之间的距离。
二、超声波物位计的应用
超声波物位计应用广泛,一般适用于表面规则平整的液体液位测量,在水处理、化工、电力、冶金、石油、半导体等行业有着广泛应用,特别适用于有腐蚀(酸、碱)的介质、有污染的场合、或易产生粘附物的物质场合下的液位测量。
在超声波物位计的应用过程中,还有以下事项需要注意:
1、如要测量腐蚀性介质,则需选用防腐蚀探头的超声波物位计;
2、如要测量易燃易爆的介质,则需选用具有防爆性能的超声波物位计;
3、一般地,超声波物位计不适用于温度变化跨度较大、液面不平整波动较大的介质;
4、由于超声波的传播需要借助介质,所以超声波物位计无法在真空环境中使用;
5、蒸汽和粉尘均会对超声波物位计的声波传导产生一定阻碍,影响测量效果,所以,如果蒸汽和粉尘较多的工况下,超声波物位计也不能使用。