超声波液位计测量原理及常见故障处理
超声波液位计
四.超声波液位计适用范围与注意事项
适用于液体、颗粒状、粉状物料以及粘稠、有毒介质的物位测量 对有腐蚀介质要考虑选用防腐材质探头。 1、可用于有压及常压容器。 2、可选防爆结构。 3、不宜用于温度变化较大的工艺过程。 4、液面要求稳定。 5、液体表面的悬浮物、泡沫等会影响声波的反射强度,的泡沫会导致 无有效回波。 6、超声波液位计不能用于真空系统。
体、污泥界面时,一部分声波 被反射,另一部分声波透过界 面继续向下,直到污泥与池底 的界面,发生第二次反射。根 据发射和两次反射的时间差, 可以计算出液体的界面高L1 和总液位高度L。必须注意 的是,超声波在不同介质中传 播速度不同,因此要根据介质 修正。
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二.超声波液位计测量原理与组成结构
3、液位计组成结构 液位探头由超声波发生器和接收
五、超声波液位计常见故障处理
二种：现场有电磁干扰。 故障现象：超声波液位计数据无规律跳动，或者干脆显示无信号。 原因：工业现场会有很多电动机、变频器还有电焊都会对超声波液位计测量 造成影响。电磁干扰会超过探头接收到的回波信号。 解决方法： 1.超声波液位计必须可靠接地，接地后，电路板上的一些干扰，会通过地线 跑掉。而且这个接地是要单独接地，不能跟其他设备共用一个地。 2.电源不能跟变频器、电动机同一个电源，也不能从动力系统电源上直接引 电。 3.安装地点要远离变频器、变频电动机、大功率电动设备。如果不能远离， 就要在液位计外面装金属的仪表箱来隔绝屏蔽，这个仪表箱也要接地。
一.超声波液位计简介
声波在介质中传播时会受到阻力,称为声阻抗,此外,声波 在两种介质的分界面上,会发生反射和透射现象。当两种介质 的声阻抗相差较大时,大部分声波会从分界面反射回来,只有一 小部分能透过分界面继续传播。超声波液位计利用声波的传 播特性来测量液位。利用超声波碰到液面(或料面)产生反射波 的原理,测量发射波和反射波的时间差,计算出液面高度的,称 为反射式超声波液位计。超声波液位计可进行液位连续测量, 还可以用做两种液体的界面测量。
超声波液位计常见故障处理
超声波液位计常见故障处理超声波液位计是一种非接触式液位测量仪器，在市场上被广泛应用。
它通过发射超声波信号，测量物体表面与信号源的距离，从而测量液位高度。
虽然超声波液位计的精度高、可靠性强等优点得到了广泛的认可，但难免会出现一些故障问题。
下面将介绍超声波液位计的常见故障及解决方法。
1. 故障现象1.1 无法连接信号源这可能是由以下原因造成的：1.电源故障2.信号线连接问题3.传感器故障4.程序设置问题1.2 过程中发生误差当使用超声波液位计发生误差时，我们应首先检查以下几个方面：1.传感器的定位是否正确2.是否存在信号干扰3.是否修复或重新校准了仪表1.3 测量结果不准确如果超声波液位计的测量结果不准确，请注意以下几个方面：1.目标物体的表面是否贴附有其它物质，如污渍或水雾等2.目标物体的表面状态是否不规则3.是否有其它干扰源影响测量准确度2. 处理方法2.1 无法连接信号源如果遇到这种情况，可以尝试以下方法：1.检查电源是否联通，确保电源是否稳定并适配。
2.检查信号线是否正确连接。
3.检查传感器是否损坏或电源供应不足，并进行更换。
如果以上方法都不能得到解决，那么需要进行软件固件方面的检查和调试。
在调试过程中，您可以使用万用表和示波器来检测传感器及相应的电子设备是否损坏。
2.2 过程中发生误差如果超声波液位计在使用过程中出现误差怎么办？1.检查传感器和校正器位置是否稳定并尝试重新定位。
2.在设备工作完后，应确保现场无任何干扰源并进行重新校准，重新确认测量结果的准确性。
2.3 测量结果不准确测量结果不准确的原因可能是目标物体表面的污渍或表面不规则所造成的。
此时，建议使用软布擦拭或改变传感器的位置，以确保扫描到的区域为干净平整。
如果以上处理方法都无法解决问题，建议联系供应商进行技术支持和维护。
3. 总结以上是超声波液位计的常见故障及处理方法，如果遇到问题，建议按照上述处理方法进行修复。
但在实际操作中，为了保证测量的准确性和可靠性，建议选购正规厂家的产品，并按照操作说明书和相关说明进行使用。
超声波液位计的常见故障及解决方案
超声波液位计的常见故障及解决方案超声波液位计是一种常用的液位检测仪器，可广泛应用于化工、石油、食品、制药等行业中的液位监测和控制。
然而，由于使用场合和工作环境的不同，超声波液位计也会遇到一些常见故障。
本文将介绍超声波液位计的常见故障及解决方案。
1. 测量距离不准确或不稳定超声波液位计的使用距离受到多种因素的制约，如液位高度、温度、液体表面状态、物体密度等。
因此，当设备进行测量时，可能会出现距离不准确或不稳定的情况。
解决方案：•检查超声波液位计是否被杂物阻挡，清除杂物。
•调整超声波液位计发射和接收的时间差，让超声波的反射时间与测量距离相匹配。
•检查液位计传感器的位置是否正确，调整传感器的位置，避免其受到干扰。
2. 噪声干扰因为超声波液位计需要反射回来的声波进行测量，某些因素，如风扇、机器振动、设备本身的噪声，可能会对声波造成干扰，导致测量值不准确。
解决方案：•确保超声波液位计的定位稳固，不受外力的影响。
•检查设备的环境是否太吵，可以考虑增加隔音措施。
•选择带有抗干扰功能的超声波液位计，如在测量时仅考虑相关的回声，过滤掉不相关的信号。
3. 电源故障超声波液位计的工作需要电源供应，如果电源出现问题，将无法正常工作。
解决方案：•检查电源线是否连接紧密，插头是否锁定。
•建议连接不间断电源设备，确保设备有稳定的电源供应。
•联系设备生产商检查是否有其他电源故障。
4. 信号操作不稳定或无法正常传输信号操作不稳定或无法正常传输会导致超声波液位计无法正确读取并传输数据。
解决方案：•检查连接是否正确，信号线是否破损。
•调整电源电压，以保证设备稳定工作。
•联系设备生产商检查是否有其他信号操作故障。
5. 清洗和维护超声波液位计常年暴露在恶劣的环境下，需要定期进行清洗和维护。
解决方案：•每3-6个月进行一次清洗和维护。
•清洗前关闭电源，可使用干净的布或棉签轻轻擦拭超声波液位计的表面，避免使用清洗剂或化学药品。
•保持设备的周围环境干燥，防止潮湿或霉菌侵害。
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。
常用液位计工作原理，适用场合及故障解决办法，一次全给你！
常用液位计工作原理，适用场合及故障解决办法，一次全给你！液位计液位计是化工厂十分常见的仪表，掌握了各种液位计的工作原理、应用特点及常见故障的维护方法，能够使测量更加精准，同时也能使液位计使用的寿命更长。
超声波液位计工作原理超声波液位计是由一个完整的超声波传感器和控制电路组成。
超声波液位计垂直安装在液体的表面，它向液面发出一个超声波脉冲，经过一段时间，超声波液位计的传感器接收到从液面反射回的信号。
信号经过变送器电路的选择和处理，根据超声波液位计发出和接收超声波的时间差，计算出液面到传感器的距离。
应用场合及特点通常应用于温度在-40℃～100℃之间、压力在3Bar以下的场所。
在常温、常压的情况下，选择超声波物位计测量液体液位是最佳的选择，具有工作可靠、安装简便、使用周期长、免维护的特点，并具有相对的价格优势。
由于超声波物位计在测量物位时，与被测介质不接触，同时为全密闭防腐结构，因此对于粘稠的、腐蚀性的、浑浊的等各种液体的液位测量，效果最佳。
但超声波液位计测试容易有盲区，且不可以测量压力容器，不能测量易挥发性介质。
常见故障及解决方法故障现象采取措施超声波液位计不显示或不工作检查DC24V或AC220V正确否。
检查接线是否正确。
出现满量程或者任意数据安装的时候就要考虑盲区的高度，安装好之后探头离最高水位之间的距离必须大于盲区。
无信号或者数据波动厉害选用更大量程的超声波液位计。
液体无粘性，可不换液位计，安装导波管，把超声波液位计探头放在导波管内测量液位计高度，因为导波管内的液面基本是平稳的。
超声波液位计必须可靠接地，屏蔽电磁干扰。
对于有安装口的容器或探头置于圆管内5m量程超声波液位计容器法兰接管长度应小于400mm。
10m量程超声波液位计容器接管长度应小于150mm。
15m量程超声波液位计探头应从安装口内伸出。
雷达液位计工作原理雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。
超声波液位计典型故障分析及维护策略
超声波液位计典型故障分析及维护策略超声波液位计的测量准确与否与安装、调校有着较大关系。
本文基于超声波液位计的调试诊断方法，对超声波液位计的典型故障进行分析，并提出相应的解决方法和维护策略。
超声波液位计作为一种非接触式物位测量仪表，具有测量精度高、安装简便、基本免维护等特点，常用于测量各种容器内液体的液位。
在核电机组运行中，如安全壳地坑、疏水箱等容器由于其内部介质放射性高，使用超声波液位计作为测量仪表极大简化了后续仪表的维护工作，人员数量也得到有效控制。
超声波液位计测量原理当声波以垂直角度入射至介面时，其反射系数为两种介质的声阻抗差与声阻抗和的比值的平方。
当两种介质的声阻抗相差较大时，即在界面处形成所谓的硬边界，这是入射波的介质速度在碰到分界面时好像弹性碰撞一样，变成反向速度，反射波质点速度与入射波质点速度相位改变180°。
以空气/水界面为例，水的声阻抗与空气的声阻抗相差4个数量级，相差悬殊，因此当声波射入空气/水界面时，声波几乎全部被反射。
超声波液位计的测量原理及为回波测距，利用测量声波从发射至接受的时间间隔，结合补偿后的声波声速得到声波传输的距离h。
1/2h即为超声波探头距离界面的距离。
利用已知的超声波液位计安装高度与超声波至界面的距离作差，即可获得当前储液装置内的液位高度。
超声波探头使用最多的是由压电晶片(或压电陶瓷)制成的换能器。
超声波的接收和反射是基于压电晶片的压电效应和逆压电效应。
其工作原理是：当压电晶片受发射脉冲激励后产生振动，即可发射声脉冲，此即逆压电效应。
当超声波作用于晶片时，晶片受迫振动引起的形变可转换成相应的电信号，此为正压电效应。
前者是超声波的发射，后者为超声波的接收。
同一块压电晶体既负责超声波的发射，也负责接收。
因此，在发射状态与接收状态之间，需要一段时间使得压电晶体从振荡状态恢复到静止状态，然后才能开始接收反射的超声波信号，根据时域反射原理，这段时间代表了空间的一段距离，即盲区。
超声波液位计盲区原理
超声波液位计盲区原理超声波液位计是一种常用的液位测量仪器，它通过发送超声波信号并接收反射的信号来测量液体的高度，从而实现液位的准确测量。
然而，超声波液位计在测量过程中存在一个盲区，即无法准确测量液位的一段距离。
本文将从原理、影响因素以及应对措施等方面详细介绍超声波液位计的盲区问题。
超声波液位计的盲区是指在其测量范围内，由于超声波传播的特性等原因，无法测量的一段距离。
这段距离被称为盲区。
超声波液位计的工作原理是利用超声波的传播速度和反射特性来计算液位的高度。
当超声波发射器发出超声波信号后，它会沿着空气和液体的界面传播，当遇到液体时部分能量被反射回来，超声波接收器接收到这部分反射信号后，根据传播时间和声速计算出液位的高度。
然而，由于超声波在传播过程中会受到多种因素的影响，如温度、气压、液体性质等，这些因素会导致超声波的传播速度发生变化，从而影响液位计的测量精度。
在一些特定的情况下，由于液体的特性或环境的限制，超声波无法正常传播，导致测量结果不准确，形成了盲区。
超声波液位计的盲区问题主要受到以下几个因素的影响：1.液体性质：不同的液体具有不同的声阻抗和声速，这会影响超声波在液体中的传播速度。
一些特殊性质的液体，如泡沫状液体或高粘度液体，会导致超声波的能量大量散射或吸收，从而产生盲区。
2.液位计的频率：超声波液位计的频率选择也会影响盲区的大小。
一般来说，高频率的超声波波长较短，能够更好地穿透液体，但对于特定液体来说，高频率也可能会增加盲区的大小。
3.传感器布置：超声波液位计的传感器布置也会对盲区产生影响。
传感器与液体表面的距离以及传感器的尺寸都会对盲区大小产生影响。
例如，传感器与液体表面距离较近时，会形成较大的盲区。
针对超声波液位计的盲区问题，可以采取以下措施来解决：1.选择合适的超声波液位计：根据实际需求选择合适的超声波液位计，考虑到液体性质、温度等因素，选择具有较低盲区的液位计。
2.优化传感器布置：合理安装超声波液位计的传感器，确保传感器与液体表面的距离适当，避免形成较大的盲区。
20种液位计工作原理及常见故障分析
20种液位计工作原理及常见故障分析液位计是一种用于测量液体或固体容器中液位高度的仪器。
它在许多工业领域中起着重要的作用，例如化工、石油、制药和食品加工等。
液位计的工作原理和常见故障分析对于保证生产过程的顺利进行至关重要。
在本文中，我将为您详细介绍20种液位计的工作原理及常见故障分析。
1. 浮子式液位计：工作原理：浮子式液位计通过浮子的浮力来测量液位高度。
浮子随着液位的变化而上下移动，通过连杆或链条与指示器相连，指示器显示液位高度。
常见故障分析：浮子被卡住、浮子磨损、指示器故障。
2. 静压液位计：工作原理：静压液位计利用液体的静压力来测量液位高度。
液体通过管道进入测量腔，然后通过压力传感器测量液体的压力，从而确定液位高度。
常见故障分析：压力传感器故障、管道堵塞、液体温度变化引起的测量误差。
3. 振荡式液位计：工作原理：振荡式液位计通过测量液体的共振频率来确定液位高度。
当液位高度改变时，液体的共振频率也会发生变化，通过测量频率变化来确定液位高度。
常见故障分析：共振器故障、电路故障、外部干扰引起的测量误差。
4. 电容式液位计：工作原理：电容式液位计利用液体与电极之间的电容变化来测量液位高度。
液体的介电常数与液位高度成正比，通过测量电容变化来确定液位高度。
常见故障分析：电极腐蚀、电路故障、液体介电常数变化引起的测量误差。
工作原理：激光液位计利用激光束的反射来测量液位高度。
激光束从发射器发出，经过液体后被接收器接收，通过测量激光束的传播时间来确定液位高度。
常见故障分析：激光器故障、接收器故障、激光束被阻挡引起的测量误差。
6. 毛细管液位计：工作原理：毛细管液位计利用液体在毛细管中的上升高度来测量液位高度。
液体通过毛细管上升的高度与液位高度成正比，通过测量上升高度来确定液位高度。
常见故障分析：毛细管堵塞、液体表面张力变化引起的测量误差。
7. 超声波液位计：工作原理：超声波液位计利用超声波的传播时间来测量液位高度。
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B厂设备维护部
B厂设备维护部
热控二班课件 压电式超声波传感器简介
压电效应
某些电介质在沿一定方向上受到外 力的作用而变形时，其内部会产生极化 现象，同时在它的两个相对表面上出现 正负相反的电荷。当外力去掉后，它又 会恢复到不带电的状态，这种现象称为 正压电效应。当作用力的方向改变时， 电荷的极性也随之改变。相反，当在电 介质的极化方向上施加电场，这些电介 质也会发生变形，电场去掉后，电介质 的变形随之消失，这种现象称为逆压电 效应，或称为电致伸缩现象。依据电介 质压电效应研制的一类传感器称为为压
热控二班课件
三.超声波液位计的应用
B厂设备维护部
手持编程器
热控二班课件
Hale Waihona Puke B厂设备维护部热控二班课件 SIEMENS超声波液位计
热控二班课件
超声波液位计测量原理 及常见故障处理
热控二班 高红
2012年2月15日
B厂设备维护部
一.超声波简介
热控二班课件
➢声波是一种传递信息的媒体，它与机械振动密切相 关，可以由物体的撞击、运动所产生的机械振动以波 的形式向外传播。
➢根据振动所产生波的频率高低分为可闻声波、次声 波和超声波，高于20KHz的声波称为超声波。
B厂设备维护部
超声波的性质
热控二班课件
(1) 超声波的传播类似于光线，遵循几何光学的规律， 具有反射、折射现象，也能聚焦，因此可以利用这些 性质进行测量、定位、探伤和加工处理等。在传播中 ，超声波的速度与声波基本相同。
B厂设备维护部
热控二班课件 超声波的性质
(2) 超声波的波长很短，与发射器、接收器的几何尺寸 相当，由发射器发射出来的超声波不向四面八方发散 ，而成为方向性很强的波束，波长愈短方向性愈强， 因此超声用于探伤、水下探测，有很高的分辨能力， 能分辨出非常微小的缺陷或物体。
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双压电晶 片示意图
热控二班课件 压电式超声波传感器简介
当在 A，B 间施加交流电压时，若上片的电场方向 与极化方向相同，则下面的方向相反，因此，上下一 伸一缩，形成超声波振动。压电陶瓷晶片有一个固有 的谐振频率，即中心频率 F0，发射超声波时，加在其 上面的交变电压频率要与它的固有谐振频率一致，接 收超声波时，作用在它上面的超声机械波的频率也要 与它的固有谐振频率一致。这样，超声波传感器才有 较高的灵敏度，当所用压电材料不变时，改变压电陶 瓷晶片的几何尺寸，就可以非常方便地改变其固有频 率。
B厂设备维护部
热控二班课件
二.超声波传感器原理
➢超声波传感器是实现声、电转换的装置，又称超声 换能器或超声波探头。这种装置能发射超声波和接收 超声波回波，并转换成相应电信号。 。 ➢目前常见的超声波发射和接收器件的标称频率一般 为 40kHz，频率取得太低，外界杂音干扰较多，太 高在传播过程中衰减较大。 ➢按作用原理不同，超声波传感器可分为压电式、磁 致伸缩式、电磁式等数种，其中压电陶瓷晶片制成的 换能器最为常用。在原理上利用压电陶瓷材料在电能 与机械能之间相互转换的功能。
电传感器。
B厂设备维护部
热控二班课件 压电式超声波传感器简介
压电陶瓷晶片传感器一般采用双压电陶瓷晶片制成 ，如图所示。需用的压电材料较少，价格低廉且非常 适用于气体和液体介质中。在压电陶瓷片加有大小和 方向不断变化的交流电压时，据压电效应，就会使压 电陶瓷晶片产生机械变形，这种机械变形的大小和方 向是于外加电压的大小和方向成正比的。也就是说， 在压电陶瓷晶片上加有频率为 f 的电压脉冲，晶片就 会产生同频率的机械振动。这种机械振动推动空气等 媒质，便会发出超声波。反之，如在压电陶瓷晶片上 有超声波作用，将会使其产生机械变形，这种机械变 形使压电陶瓷晶片产生频率与超声波相同的电信号。
(3) 能够产生窄的脉冲，为了提高探测精度和分辨率。 要求探测信号的脉冲极窄，但是一般脉冲宽度是波长 的几倍(如要产生更窄的脉冲在技术上是有困难的)，超 声波波长短，因此可以作为窄脉冲的信号发生器。
B厂设备维护部
超声波的性质
热控二班课件
(4)功率大，超声波能够产生并传递强大的能量。声波 作用于物体时，物体的分子也要随着运动，其振动频 率和作用的声波频率一样，频率越高，分子运动速度 越快，物体获得的能量正比于分子运动速度的平方。 超声频率高，故可以给出大的功率。
B厂设备维护部
热控二班课件
目前在空气中的超声波测量系统大多依靠纵波来实 现。而实际测量用的超声波主要集中在频率为 40kHz 的范围内。其中，靠近低频段主要用于空气和液体介 质中的测量系统，中频和高频段主要用于固体介质的 测量。这主要是由于介质对声波能量的吸收随声波频 率的升高而增加，频率越高，声波在介质中衰减就越 快。而在固体介质中，测量的量程比较短(例如超声波 探伤，测工件厚度等)，在液体和气体中，测量的量程 比较长(例如空气中的超声波测距，海洋中测深度等)， 因此，气体和液体中测量所选择的声波频率就要比固 体介质中低。
双压电晶 片示意图
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热控二班课件 压电式超声波传感器简介
超声波传感器由压电陶瓷晶片、 锥形谐振板、底座、端子、金属壳 及金属网构成。如图所示。其中， 压电陶瓷晶片是传感器的核心，锥 形谐振板是发射和接收超声波的能 量集中，并使传感器有一定的指向 角。金属壳可防止外界力量对压电 陶瓷晶片及锥形谐振板的损害，金 属网也是起保护作用的，但不影响 发射和接收超声波。
超声波传感器结构图
B厂设备维护部
超声波传感器分类
热控二班课件
超声测距传感器按其作用距离可以分为大、中、小三种量程 。其中，小量程探测距离小于2m，工作频率在 60-300kHz 之 间；中量程探测距离约为 2-l0m，工作频率在40-60kHz 之间 ；大量程探测距离约为 20-50m，工作频率处16-30kHz 之间 。