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防爆超声波液位计工作原理
时间: 2021-01-22
防爆超声波液位计主要由压电芯片组成,可以发射和接收超声波。检测用低功率超声波探头。它有许多不同的结构,如直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一探头发射一探头接收)等。
 
防爆超声波液位计的核心是塑料或金属外壳内的压电芯片。组成芯片的材料有很多种。芯片的尺寸,如直径和厚度也不同,所以每个传感器的性能也不同
 
防爆超声波液位计安装在容器的上部,探头由电子单元控制,向被测介质发出一束超声波脉冲。声波被介质表面反射,部分反射回波被探头接收并转换成电信号(如4-20ma信号)。从声发射到声反射的时间与探头和被测介质之间的距离成正比。电子单元根据已知的声速检测时间并计算测量距离。超声波在液体和固体中衰减很小,因此穿透性强。特别是在不透明固体中,超声波可以穿透几十米的长度,遇到杂质或界面时会有明显的反射。超声波液位计就是利用这个原理而工作的。由于温度对声速有影响,所以仪器要测量温度来修正声速,这通常叫做温度补偿。
 
根据使用环境的不同,超声波液位计可分为普通超声波液位计和防爆超声波液位计。普通超声波液位计的传感器采用聚碳酸酯材料制成,可用于大多数非强衰减环境的测量。防腐超声波液位计传感器由聚四氟乙烯(PTFE)制成,可用于测量工业领域的强腐蚀环境,如硫酸和盐酸。
 
根据结构的不同,超声波液位计可分为两种:一种和一种。集成式超声波液位计将表头和传感器作为一个整体,保护等级高,抗干扰能力强,能够适应大多数工业环境。一种分体式超声波液位计,其特征在于:表头和传感器分开安装,表头和传感器通过导线连接。分体式超声波液位计适用于维护调试不方便等复杂环境,表头上的总线通讯和开关输出功能可用于传输和远距离传输控制。
 
防爆超声波液位计的单机测试
 
根据GB 50093-2013《自动化仪表工程施工及质量验收规范》12.2.11的要求,储罐液位计和料面表安装后可直接模拟校准。
 
我们不需要在安装前修改它。坦白说,我们想不出什么好的办法来修改。但是,在安装之前,我们可以打开电源并对其进行测试。顺便说一下,我们可以使用Hart475手动操作器来规划其参数,如范围、位数、单位、显示等。这样做的目的是为了减少测试后环的工作量,检查手表在运输过程中是否被湍流损坏。
 
建设初期,条件比较苛刻。一般用24VDC亮纬电源测试仪器一次。因此,没有电阻仪表电路接线,所以必须在一个250ω的串联电阻电路中,用一个可调电阻箱来提供电阻,否则你将无法与仪表通信(连接方法详见下文)。指出路线:
 
防爆超声波液位计一般有两线制和四线制两种连接方式。左图为双线连接方式:端子1接负极,端子2接正极。右图为四线连接方式:1号端子接电源正极,2号端子接电源正极,5号端子接正极,6号端子接负极。
 
温度对声速有影响。事实上,声速不仅受温度影响,还与密度有关,因此,在实际应用中,温度测量的补偿方法仍然存在许多不足,在温度测量过程中会出现一些误差。因此,温度补偿方法只适用于一般应用,不能满足高精度测量的要求。正因为如此,在石油化工行业中,超声波液位计通常用于不需要高精度液位测量的敞口容器或储罐中。
 
防爆超声波液位计的校准;
 
超声波在空气中的传播速度为340 m/s,如果能够测量出超声波在空气中的传播时间,就可以计算出超声波在空气中的传播距离。超声波液位测量是通过测量超声波传播的时间间隔来测量声波传播的距离。
 
具体方法:见上图。超声波探头安装在待测容器的顶部,向液面发射超声波束。声波被液体表面反射并被探测器接收。
 
根据控制器测得的传播时间t,可以根据声速v = 340m米/秒计算出液面到探头的空间距离l..探头到容器底部的距离为h,容器内的液位为h。
 
其中:h=h-L,其中L=v×t/2
 
由于温度对声速有影响,所以需要测量空气温度来校正声速。
 
修正后的公式为v=331.46×T(℃)
 
b是盲点。盲区是指超声波探头向下的一小段距离,称为超声波液位计的盲区。不可能在如此短的距离内检测到反射波,因为超声波液位计在发射超声波脉冲时无法检测到反射回波。此外,由于超声波脉冲具有一定的时间宽度,并且传感器在超声波发射后存在残余振动,因此超声波液位计在此期间无法检测到反射回波。在液位测量中,如果被测液位进入盲区,超声波液位计无法正确检测液位的实际高度,导致误差。在类似情况下,液位计可根据需要安装在高液位或低液位。
 
因此,防爆超声波液位计的量程为0~(h-b)