超声波液位计的选型及其在原型水位自动检测系统中的实际应用
各种液位计工作原理及适用范围
各种液位计工作原理及适用范围液位计是用于测量液体高度的设备，广泛应用于石油、化工、水处理、食品等行业。
不同液位计根据其工作原理和适用范围的不同，可以分为以下几种类型：1.浮筒式液位计：浮筒式液位计利用浮筒的浮沉来反映液体的液面高度。
当液位升高时，浮筒会浮在液面上方，当液位降低时，浮筒会下沉。
适用于中小型容器，常见的有磁翻板液位计和浮子式液位计。
2.差压式液位计：差压式液位计利用液体静压力的变化来测量液位高度。
液体静压力与液体高度成正比，差压式液位计通过测量液体底部与液面间的压力差来确定液位高度。
适用于高温、高压、腐蚀性液体，常见的有玻璃板液位计和压阻式液位计。
3.超声波液位计：超声波液位计利用超声波在空气和液体界面上反射的原理来测量液位高度。
通过发射超声波并接收回波的时间差，可以计算出液位高度。
适用于需要远距离测量的场合，常见的有超声波液位计和侧反射超声波液位计。
4.雷达液位计：雷达液位计利用雷达信号在空气和液体界面上反射的原理来测量液位高度。
通过发射雷达波并接收返回信号的时间差，可以计算出液位高度。
适用于需要远距离、高精度测量的场合，常见的有脉冲雷达液位计和频率调制连续波雷达液位计。
5.电容式液位计：电容式液位计利用电容值与液体介电常数相关的原理来测量液位高度。
通过测量电容传感器上的电容值的变化，可以确定液位高度。
适用于非接触式测量和非导电介质的液体，常见的有电容式液位计和微型电容式液位计。
6.导纳式液位计：导纳式液位计利用导纳值与液体电导率相关的原理来测量液位高度。
通过测量液体中电流与电压的比例关系，可以确定液位高度。
适用于导电介质的液体，常见的有导纳式液位计和微型导纳式液位计。
不同液位计具有不同的优缺点和适用范围，在选择合适的液位计时，需要根据具体的工艺要求、液体性质和测量条件等综合考虑。
超声波液位计应用场景
超声波液位计应用场景
随着工业自动化水平的不断提升，液位计作为工业自动化控制系统中的重要组成部分，被广泛应用于石油、化工、食品、医药等领域。
其中，超声波液位计由于其测量精度高、反应速度快、使用寿命长等优点，被越来越多的企业所青睐。
1. 石油行业
石油行业中，超声波液位计广泛应用于油罐、油井、油水分离器等设备中，用于测量各种液态介质的液位高度、密度以及温度等参数。
超声波液位计可以在高、低温、高压、低压、强酸、强碱等恶劣环境下正常工作，能够满足石油行业对于精度和可靠性的要求。
2. 化工行业
化工行业中，超声波液位计主要应用于各种反应釜、储罐、塔器等设备中，用于测量各种液态介质的液位高度、密度、体积等参数。
超声波液位计具有高精度、高可靠性、不受介质性质的影响等优点，能够满足化工行业对于测量精度和反应速度的要求。
3. 食品行业
食品行业中，超声波液位计主要应用于食品加工设备、食品储存设备等设备中，用于测量各种液态食品的液位高度、容积等参数。
超
声波液位计具有无接触、无污染、易于清洗等优点，能够满足食品行业对于卫生和安全的要求。
4. 医药行业
医药行业中，超声波液位计主要应用于制药设备、药品储存设备等设备中，用于测量各种液态药品的液位高度、密度等参数。
超声波液位计具有高精度、高反应速度、易于清洗等优点，能够满足医药行业对于药品生产质量的要求。
超声波液位计作为一种先进的液位测量技术，在各个领域都有着广泛的应用。
未来，随着技术的不断发展，超声波液位计的应用范围和应用场景将会越来越广泛，为工业自动化控制系统的发展做出更大的贡献。
超声波液位计测量的工作原理产品特点及应用 液位计工作原理
超声波液位计测量的工作原理产品特点及应用液位计工作原理超声波液位计是一系列非接触，高牢靠、低价格、免维护的物位仪，它彻底解决了由压力变送器、电容式浮子式等测量方式带来的缠绕、泄露、接触介质、昂贵的维护等麻烦，目前，要求对于液位和物位进行无接触式测量的现场越来越多，由于超声波液位计不必接触工业介质就能够充分大多数密闭或者打开容器里的物位测量要求，并且目前的科学技术已经进展到超声波系列的物位测量仪器可以测量几厘米到几十厘米的范围，而且在恶劣条件下也表现出了非凡的本领，因些在很多对于安装环境多而杂的情况下，超声波液位计成为了紧要的选用类型。
关于超声波液位计我们需要了解的东西很多，下面对大家介绍一下超声波液位计原理、特点、应用的缺陷和不足、适应场合注意事项、使用的环境条件、选择方法、故障及解决方法。
超声波液位计原理超声波液位计安装于容器上部在电子单元的掌控下，探头向被测物体发射一束超声波脉冲。
声波被物体表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。
从超声波发射到被重新被接收，其时间与探头至被测物体的距离成正比。
电子单元检测该时间，并依据已知的声速计算出被测距离。
通过减法运算就可得出物位值。
由于温度对声速具有影响，所以仪表应测量温度，以修正声速。
超声波液位计的特点1、高质量零件：电路设计从电源部分起就选用高质量的电源模块，元器件选择进口稳定牢靠的器件，完全可以替代同类型国外进口仪表。
2、超高精度：我公司拥有的声波智能器，使仪表的精度大大提高，液位精度达到0.25%，能够抗种干扰波。
3、专业的声波智能技术：的声波智能技术软件可进行智能化回波分析，无需任何调试及其它的特别步骤，此技术具有动态思维、动态分析的功能。
4、适应安全稳定：超声波液位计是一种非接触仪表，不跟液体直接接触，因此故障率低。
超声波液位计应用的缺陷和不足1、超声波本质是一种机械波，传播需要介质，那么超声波液位计大的应用缺陷是不能用于真空环境和传播介质变化（如强挥发性）的环境；2、超声波液位计的换能器由压电陶瓷和塑性外壳灌封而成，其不能应用于高温高压环境，一般超声波液位计的大耐受温度为80℃；3、超声波是一种机械波，在传播的过程中会存在衰减，考虑到精度和量程的冲突性，超声波液位计实际应用中量程范围较小，精度稍差，所以其不能用于大量程和高精度的场合；4、超声波液位计在实际应用中测量的时间量，结合声速，可以得出距离值（时间声速=距离），而声速随着介质和温度变化，所以超声波液位计也不能应用于温度频繁变化的场合。
西门子超声波液位计选型手册
西门子超声波液位计选型手册连续测量—一体化液位变送器SITRANS Probe LU概述安装图SITRANS Probe LU 二线制回路供电超声波变送器，测量储罐和简单过程容器中液体的液位、体积，同时也可用于明渠测量。
产品特点 ? 连续液位测量，测量范围可达 12 m ? 易于安装，启动简单 ? 通过红外线本安手持编程器，SIMATIC PDM 或 HART? 手操器编程 ? 独一无二的高精度 ? 使用 HART 或 PROFIBUS PA 进行通讯 ? ETFE 或 PVDF 传感器抗化学腐蚀能力强 ? 带专利的声智能回波处理技术 ? 极高的信 / 噪比 ? 对于固定干扰目标自动虚假回波抑制 ? 液位到体积或液位到流量的转换应用 SITRANS Probe LU 是供水和水处理行业和化工储罐液位测量的最佳解决方案。
SITRANS Probe LU 量程为 6m 或 12m。
使用自动虚假回波抑制技术可避免固定物体的影响，提高信/ 噪比，使精度到达量程的0.15% 或6mm，Probe LU 可提供很高的可靠性。
SITRANS Probe LU 内置了经过无数现场实践证明的声智能 ? 回波处理技术，结合了新的回波处理特性和最新的微处理器和通讯技术。
Probe LU 提供两种通讯选件：HART 或 PROFIBUS PA (3.0 型， B级) Probe LU 的传感器为 ETFE 或 PVDF 材质，可抗化学腐蚀。
另外，对于材料和过程温度变化的应用，Probe LU 还集成一个内置传感器，以补偿温度变化。
? 主要应用：化学储罐，滤池，液体储罐SITRANS Probe LU 安装8连续测量—一体化液位变送器SITRANS Probe LU技术规格操作模式测量原理典型应用输入测量范围 ?6m型 ? 12 m 型频率输出 mA/HART ? 范围 ? 精度 PROFIBUS PA 性能分辨率精度重复性盲区刷新时间 ? 4/20 mA/HART 型 ? PROFIBUS 型温度补偿波束角额定工作条件环境条件 ? 地点 ? 环境温度 ? 相对湿度 / 入口保护 ? 安装等级 ? 污染等级介质条件 ? 法兰或螺纹处温度 ? 压力（容器）设计外壳材质防护等级重量电缆入口传感器材质 PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯） Type 4X/NEMA 4X, Type 6/NEMA 6/IP67/IP68 外壳2.1 kg 2 x M20 x 1.5 电线接头或 2 x?" NPT 螺纹 ETFE 或 PVDF -40 ~ 85 °C 0.5 bar 环境温度界面供电室内 / 室外 -40 ~ 80 °C 适于室外 I 4 编程本安西门子红外手操器 ? 用于红外手操器的认证红外手操器本安型 ATEX EEx ia IIC T4 CSA/FM Class I, Div. 1, Groups A, B, C, D -20 ~ 40 °C 专用红外脉冲信号 3V 锂电池（不可更换） ? 非易燃（美国）≤ 3 mm 量程的±0.15% 或 6mm，取其较大值≤ 3 mm 0.25 m ≤ 5s ≤ 5s，4mA ≤ 4s，15 mA 电流回路内置10° 危险区 ? 本安（欧洲）? 本安（美国/ 加拿大) ATEX II 1G EEx ia IIC T4 FM/CSA（需安全栅） T4， I 类， 1 区，A，B，C，D，组； II 类，E， F， G，组； III 类； FM ( 无需安全栅 ) T5：I 类，2 区， A， B，C 和 D 组认证通用型船用（只应用于 HART 通讯选件） CSAUS/C，FM， CE ? 英国劳氏船用认证 ? ABS 形式认证 PROFIBUS PA 4 ~ 20 mA ± 0.02 mA 型式 3，B 级电源 4 ~ 20 mA/HART 额定 24 V DC，最大 550 ? 负载；最大 30 V DC 4 ~ 20 mA 12，13，15 或 20 mA 取决于组态（一般用途或本安型）符合标准IEC 61158-2 存储器0.25 ~ 6m 0.25 ~ 12m 54 KHz 显示和控制接口组态本地：LCD 带棒状图远程：通过 HART 或 Pro?bus PA 使用西门子 SIMATIC PDM 软件（PC 机）或 HART 手操器或西门子红外线手操器 EEPROM 可在断电时保持信息，无需备用电池超声波液位测量测量储罐和简单过程容器的液位过程连接螺纹连接法兰连接其它连接2" NPT，2" BSPT，2" G 3" 通用法兰 FMS200 安装套件（见 53 页 ) 或用户提供的安装套件9连续测量—一体化液位变送器SITRANS Probe LU选型和订货数据订货号选型和订货数据其它设计请在订货号上加“-Z”并规定订货代码不锈钢标牌测量点数 / 识别 ( 最多 16 个字符 ) ： HART/mA 设备使用手册英文版注意：该手册需单独订货。
液位计的选型
在液位仪表测量中，方法众多，但都有自己的适用范围：1.接触式测量接触式测量是从钢带浮子液位计为开端，以各种方式精确测量浮子距离而演化到各种现代化仪表如伺服式、磁致伸缩式等等钢带浮子式：最早期的液位计，现今都面临着更新换代工作原理浮子受浮力浮在介质表面，通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值，液位上升或下降破坏了力平衡后，浮子也跟随上升下降，带动钢带运行。
理论精度在2-3mm左右安装复杂，可靠性较低，由于机械部件多，很容易发生钢带卡死不动的情况。
光纤式即将钢带液位通过光码盘读出实现数字化。
2.磁致伸缩型磁致伸缩型工作原理探棒上端电子部件产生低压电流脉冲，开始计时，产生磁场沿磁致伸缩线向下传播，浮子随着液位变化沿测量竿上下移动，浮子内有磁铁，也产生磁场，两个磁场相遇，磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲，脉冲速度已知，计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。
（电流以光速运行，所以其传播时间与力波时间相比可忽略）精度最高能够达到1mm 优缺点分析磁致伸缩液位精度较高，可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较高的安装、维护要求导致市场普及不广。
3.伺服式液位计伺服式液位计是最近比较成功的新型液位计，主要应用在轻油品的高精度测量中。
与雷达液位计形成比较强的竞争。
基本原理同钢带式液位计，但具有精确的力传感器以及伺服系统，形成闭环调节系统，通过考虑钢带自身重力，精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力，得到精确的当前液面到罐顶高度，以得到液位值。
精度高，能够达到1mm，满足计量级要求。
使用于平静的轻质无腐蚀性液体。
安装调试比较麻烦，同样有接触式液位计的各种不利因素价格高昂。
4.静压式液位计静压式液位计比较特殊，其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。
P＝ρgh （P 压强）由于其受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要很多其他测试仪表，结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。
超声波液位计的选型及其在原型水位自动检测系统中的实际应用
原型水位的 自 动检测 。
２ 系统 的设 计与 实现
采用超 声波液位计 来实现 非接触式的原型
水 位 自动检测系统首先 是要合 理选择超声波液
位 计 ，选择超声波液位 计时应 根据原型水位 的
（） １ 气介式 测量原 理示意图
（） ２ 掖－式 Ｊ 测量原理 ｒ 示意图
ｌ ｌ 水利自动化 ｌ ｉ
超 波 位 的 型 其 原 水 自检 系 中 实 应 声 液计选 及在型 位动测统 的际用
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（． 部 利 水利科学研究 院 蚌埠 １ 淮 委 蚌埠
【 摘
２ ３０ ２ ３ ００ ． 蚌埠东辉 自动化科技有限公司 ２３０ ） ３００
要】 传统的原型水位 自 动检测系统大都采用投入压力式液位计或浮子式液位计来进行水位检测 ， 由于有些原型河道泥砂杂
【 关键词】 超声波液位计； 原型水位 ； ； 动检测系统； 选型 自 应用
１ 概 述
在以往 的原 型水位 自 动检测系统 中 ， 大都是采用传 统
的投入压力式液位 计或浮子式液位计来进行 水位检测的 ，
最大变 幅和实 际工 况等对超声波 液位计的形式 、量程 、 精 度、 供电、 信号输 出、 安装方式等进行合理实用的选择。 在选择好超声波液位计后 ，应根据所选用的超声 波液 位计的性能参数合理地配置后续的仪表设备和 自动采 集系 统， 使之组成一个 完整 的非接触式原型水位 自动检测 系统 。
式中 ： ｗ一 水位值（ ； ｍ） ｗ ——变送器 的安装高程值 （ 。 ｍ） 气介式超声波液位变送器一样 ，由于超 声波在水体 中 的传播速度 ｃ会 受到水温变化 的影 响 ， 为提高检测精度 ， 应 选用带有温度补偿 的超声 波液位变送器 ，如 以水 温 Ｔ为参 量， 其温度补偿如计算式 （ ） ６ 所示 。
超声波液位计使用说明书
超声波液位计使用说明书一、产品概述超声波液位计是一种用于测量液体或固体物料高度的仪器。
它利用超声波的特性，通过发射和接收超声波信号，来测量液位的高度。
本使用说明书将为您详细介绍超声波液位计的使用方法和注意事项。
二、产品结构超声波液位计主要由下列组件构成：1. 发射器：负责产生超声波信号并将其发送到液体表面2. 接收器：接收经过液体反射后的超声波信号3. 信号处理器：对接收到的信号进行处理和分析，计算出液位的高度并将结果显示出来4. 显示屏：用于显示液位的高度信息5. 控制面板：用于设置参数、调整仪器功能的开关和按钮三、使用方法1. 安装：将超声波液位计固定在待测液体容器的合适位置，确保发射器和接收器与液面垂直对齐，避免产生误差。
2. 开机：将电源插头插入电源插座，按下电源开关按钮启动仪器。
3. 参数设置：通过控制面板上的按钮，设置所需测量模式、单位和灵敏度等参数。
根据实际需要，确保选择合适的参数配置。
4. 测量：待仪器完成初始化后，将在显示屏上显示液位的高度信息。
当液位发生变化时，仪器会自动更新数据，您可以根据需要随时查看液位信息。
5. 关机：使用完毕后，按下电源开关按钮，断开电源，关闭仪器。
四、使用注意事项1. 安全操作：在插拔电源线或触摸仪器时，请确保仪器处于关闭状态，以免发生触电或其他意外事故。
2. 正确安装：确保超声波液位计固定牢固并与待测液体保持垂直对齐，避免测量误差。
3. 防止污染：在测量过程中，避免液体或其他物体附着在发射器或接收器上，以免干扰信号传输和影响测量结果。
4. 防水防爆：超声波液位计通常具有防水和防爆功能，但请注意不要长时间浸泡在液体中，以免损坏设备。
5. 避免干扰：在使用超声波液位计时，尽量远离其他声波干扰源，以保证测量的准确性。
6. 定期检查：定期清洁和检查仪器，确保其正常工作和准确测量。
五、故障排除1. 若发现仪器无法正常启动，请检查是否插入了正确的电源线并接通电源。
超声波液位计量程和测量范围
超声波液位计量程和测量范围
超声波液位计是一种常用于测量液体或固体粉末的非接触式测量设备。
它的液位测量范围是指液位计从探头到液位的距离，也称为测量范围。
液位的测量范围是由超声波液位计探头和探头材料的类型、压电陶瓷
振子的频率和深度决定的。
超声波液位计的测量范围通常为0.2米到50米，但也有一些型号可达到100米甚至500米。
这些设备的测量范围通常是根据使用需求来制定的，因此用户可以根据实际应用场景选择适合自己的液位计器型号。
通常情况下，超声波液位计测量范围越大，探头价格也就越贵。
为了
保证测量的准确性和稳定性，超声波液位计探头材料也很重要。
不同
的液体或固体粉料在密度和表面反射特性上都有所不同，因此，超声
波液位计在测量之前需要根据实际情况进行校准，以保证测量结果的
准确性和稳定性。
在选择超声波液位计选择过程中，不仅需要考虑测量范围，还需要考
虑其他因素，比如分辨率、精度、温度范围、防爆性能等。
这些因素
在不同的应用场景中有着不同的重要性。
因此，用户在选择超声波液
位计时，应该根据实际应用需求来确定合适的超声波液位计型号和参数。
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超声波液位计的选型及其在原型水位自动检测系统中的实际应用
武锋１赵明２
１．安徽省水利部淮河水利委员会；水利科学研究院 蚌埠２３３０００２．蚌埠东辉自动化科技有限公司
蚌埠２３３０００
［摘要］传统的原型水位自动检测系统大都采用投入压力式液位计或浮子式液位计来进行水位检测，由于有些原型河道泥砂杂物较多，测管或测井极易产生堵塞，从而产生较大的误差和数据漂移等问题，造成原型水位自动检测系统可靠性较差，维护工作量大。
本文结合新型的超声波水位检测技术，提出了利用超声波波位计对传统的原型水位自动检测系统进行更新改造的方案。
本方案以选择新型实用的超声波液位计为核心，采用非接触测量方式来实现原型水位的自动检测。
超声波液位计；原型水位；选型；自动检测系统；应用
万方数据
万方数据
＠＠［１］伦翠芬，侯桂凤等．智能超声波物位仪的研究［Ｊ］．仪器仪
表学报，２００５，８（增刊）：４４３－４４４．
＠＠［２］孙繁亭，谢葆．ＨＷ－１０００Ｃ非接触超声波水位计的应用
［Ｊ］．巴州科技，２００９，３：２０－２１．
武锋（１９６３－），男，正高级工程师，主要从事水利量测技术和
水利自动化系统研究工作。
赵明（１９６５－），男，工程师，从事机电一体化与自动化系统集
成工作。
Ｅ－ｍａｉｌ： ａｈｂｂｗｆ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ
万方数据
超声波液位计的选型及其在原型水位自动检测系统中的实际应用
作者：武锋， 赵明
作者单位：武锋(安徽省水利部淮河水利委员会;水利科学研究院 蚌埠233000)， 赵明(蚌埠东辉自动化科技有限公司 蚌埠233000)
刊名：
治淮
英文刊名：Harnessing the Huaihe River
年，卷(期)：2011(8)
本文链接：/Periodical_zhih201108001.aspx。