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超聲波液位計的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些
2020-11-10
超聲波液位計又稱超聲波水位計、超聲波物位計，是一種安裝簡便、適用性廣、性價比高、性能優(yōu)良的非接觸式液位測量設(shè)備，在石油、化工、污水處理、水利水文及食品加工等行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。由于超聲波的主要技術(shù)指標(biāo)對其具體應(yīng)用有著直接影響，所以為更好地應(yīng)用超聲波液位計，了解超聲波液位計的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些就顯得頗為必要。
一、超聲波液位計的量程和盲區(qū)
量程和盲區(qū)是反映超聲波液位計的兩個重要指標(biāo)。其中，量程反映的是換能器的靈敏度，代表的是液位計能測量的最大范圍。也就是說，量程越大，靈敏度越高。大部分的廠家標(biāo)稱的量程都是針對平整液面來說，但在實際測量的時候，液位波動，表面有漂浮物，有粉塵、有蒸汽，這些都是有可能導(dǎo)致量程不能達(dá)到標(biāo)稱值的。
二、超聲波液位計的溫度和精度
超聲波液位計的溫度范圍大部分標(biāo)稱是-20～60℃的范圍。這也是用液晶顯示的大部分液位計，其液晶屏的工作溫度范圍，超出該范圍，液晶顯示都會無法正常顯示。如果不是液晶顯示受限，一般都能做到-40～80℃的溫度范圍。
另外，壓電陶瓷有個居里溫度約300℃。居里溫度一般是安全溫度，一般情況下，超聲換能器的工作溫度很難超過150℃，一旦超過150℃，里面的壓電陶瓷就很容易損壞，因此150℃可以看成是一個絕對破壞溫度。另外，超聲換能器制造過程用的部分材料，也不能在100℃以上的溫度長時間工作。所以這就使得100℃成為大部分換能器的極限溫度。
之所以要把精度和溫度放在一起考慮，是因為在空氣中，溫度的測量誤差為1℃時，其對聲速的影響是0.6m/s，在20℃，1個大氣壓下，聲速約為340m/s?？芍瑴囟葘y量誤差的影響是0.17%。如果溫度的測量誤差超過3℃，那么，物位測量誤差就超過大部分廠家0.5%的標(biāo)稱范圍。實際上，0.5%的精度是針對常溫常壓下而言的，在偏高或偏低的溫度下，都有可能導(dǎo)致測量誤差超過0.5%的情況。所以，在溫度變化較快的場合，測量的誤差也會增大。此外，對測量精度影響最大的還有氣體成分，譬如，在一些揮發(fā)性液體的場合，液體的揮發(fā)導(dǎo)致空氣成分發(fā)生變化，接著導(dǎo)致氣體聲速的變化，最后引起測量誤差。
三、供電方式和信號輸出方式
供電方式一般有交流電源95～230VAC，24VDC四線制，24VDC二線制三種。通信方式有：485通信，Hart通信，GPRS通信等。輸出方式有：顯示界面，電流4～20mA，電壓1～5V。
四、安裝方式
超聲波液位計一般有螺紋和法蘭兩種安裝方式。不推薦使用吊裝方式安裝，因為吊裝易受風(fēng)的影響，引起測量誤差。安裝時，還要考慮盲區(qū)的影響，要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區(qū)。為避開盲區(qū)，在用加長導(dǎo)管安裝的時候，必須注意探頭輻射面兩端與導(dǎo)管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側(cè)出現(xiàn)第一個極小值之間的夾角）。一般來說，大部分超聲波液位計用的換能器都可以看成一個圓型活塞陣。對大量程的產(chǎn)品來說，波束角并非越小越好，因為波束角越小，那么要垂直對準(zhǔn)液面就越困難。
五、正負(fù)壓力
負(fù)壓情況下，一般不推薦使用超聲測量，因為超聲是借助氣體來實現(xiàn)傳播的。負(fù)壓力情況下的空氣較為稀薄，超聲在稀薄空氣下傳播，一是聲速會變化，引起測量誤差，二是稀薄的空氣里，聲波衰減增大，致使測量量程減小甚至不能測量。
正壓力主要考慮探頭結(jié)構(gòu)的影響，只要探頭結(jié)構(gòu)不存在問題，沒有漏氣現(xiàn)象，在大的壓力情況下超聲液位計也是可以工作的。
六、腐蝕性和揮發(fā)性
腐蝕性主要考驗的是超聲波液位計探頭的材質(zhì)。一般來說，在弱酸弱堿的環(huán)境中，使用普通的塑料外殼完全沒有問題。但在強(qiáng)酸強(qiáng)堿的情況下，則最好使用能夠耐大部分強(qiáng)酸強(qiáng)堿的聚四氟乙烯外殼。
另外，還需注意的是，如果被測物質(zhì)的腐蝕性和揮發(fā)性較強(qiáng)，在用一體式超聲波液位計時，最好對電路板進(jìn)行膠縫處理。因為大部分防水殼體，都不能防止氣體進(jìn)入，而氣體進(jìn)入設(shè)備后，則存在腐蝕電路板的風(fēng)險。
以上就是“超聲波液位計的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、液位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
一、超聲波液位計的量程和盲區(qū)
量程和盲區(qū)是反映超聲波液位計的兩個重要指標(biāo)。其中，量程反映的是換能器的靈敏度，代表的是液位計能測量的最大范圍。也就是說，量程越大，靈敏度越高。大部分的廠家標(biāo)稱的量程都是針對平整液面來說，但在實際測量的時候，液位波動，表面有漂浮物，有粉塵、有蒸汽，這些都是有可能導(dǎo)致量程不能達(dá)到標(biāo)稱值的。
二、超聲波液位計的溫度和精度
超聲波液位計的溫度范圍大部分標(biāo)稱是-20～60℃的范圍。這也是用液晶顯示的大部分液位計，其液晶屏的工作溫度范圍，超出該范圍，液晶顯示都會無法正常顯示。如果不是液晶顯示受限，一般都能做到-40～80℃的溫度范圍。
另外，壓電陶瓷有個居里溫度約300℃。居里溫度一般是安全溫度，一般情況下，超聲換能器的工作溫度很難超過150℃，一旦超過150℃，里面的壓電陶瓷就很容易損壞，因此150℃可以看成是一個絕對破壞溫度。另外，超聲換能器制造過程用的部分材料，也不能在100℃以上的溫度長時間工作。所以這就使得100℃成為大部分換能器的極限溫度。
之所以要把精度和溫度放在一起考慮，是因為在空氣中，溫度的測量誤差為1℃時，其對聲速的影響是0.6m/s，在20℃，1個大氣壓下，聲速約為340m/s?？芍瑴囟葘y量誤差的影響是0.17%。如果溫度的測量誤差超過3℃，那么，物位測量誤差就超過大部分廠家0.5%的標(biāo)稱范圍。實際上，0.5%的精度是針對常溫常壓下而言的，在偏高或偏低的溫度下，都有可能導(dǎo)致測量誤差超過0.5%的情況。所以，在溫度變化較快的場合，測量的誤差也會增大。此外，對測量精度影響最大的還有氣體成分，譬如，在一些揮發(fā)性液體的場合，液體的揮發(fā)導(dǎo)致空氣成分發(fā)生變化，接著導(dǎo)致氣體聲速的變化，最后引起測量誤差。
三、供電方式和信號輸出方式
供電方式一般有交流電源95～230VAC，24VDC四線制，24VDC二線制三種。通信方式有：485通信，Hart通信，GPRS通信等。輸出方式有：顯示界面，電流4～20mA，電壓1～5V。
四、安裝方式
超聲波液位計一般有螺紋和法蘭兩種安裝方式。不推薦使用吊裝方式安裝，因為吊裝易受風(fēng)的影響，引起測量誤差。安裝時，還要考慮盲區(qū)的影響，要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區(qū)。為避開盲區(qū)，在用加長導(dǎo)管安裝的時候，必須注意探頭輻射面兩端與導(dǎo)管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側(cè)出現(xiàn)第一個極小值之間的夾角）。一般來說，大部分超聲波液位計用的換能器都可以看成一個圓型活塞陣。對大量程的產(chǎn)品來說，波束角并非越小越好，因為波束角越小，那么要垂直對準(zhǔn)液面就越困難。
五、正負(fù)壓力
負(fù)壓情況下，一般不推薦使用超聲測量，因為超聲是借助氣體來實現(xiàn)傳播的。負(fù)壓力情況下的空氣較為稀薄，超聲在稀薄空氣下傳播，一是聲速會變化，引起測量誤差，二是稀薄的空氣里，聲波衰減增大，致使測量量程減小甚至不能測量。
正壓力主要考慮探頭結(jié)構(gòu)的影響，只要探頭結(jié)構(gòu)不存在問題，沒有漏氣現(xiàn)象，在大的壓力情況下超聲液位計也是可以工作的。
六、腐蝕性和揮發(fā)性
腐蝕性主要考驗的是超聲波液位計探頭的材質(zhì)。一般來說，在弱酸弱堿的環(huán)境中，使用普通的塑料外殼完全沒有問題。但在強(qiáng)酸強(qiáng)堿的情況下，則最好使用能夠耐大部分強(qiáng)酸強(qiáng)堿的聚四氟乙烯外殼。
另外，還需注意的是，如果被測物質(zhì)的腐蝕性和揮發(fā)性較強(qiáng)，在用一體式超聲波液位計時，最好對電路板進(jìn)行膠縫處理。因為大部分防水殼體，都不能防止氣體進(jìn)入，而氣體進(jìn)入設(shè)備后，則存在腐蝕電路板的風(fēng)險。
以上就是“超聲波液位計的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些”的相關(guān)介紹，如欲了解更多物位開關(guān)（料位開關(guān)、液位開關(guān)）、液位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關(guān)注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術(shù)有限公司市場部2020年11月10日發(fā)布）
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