超声波式物位测量

　　在物位测量中,越来越多的使用非接触式测量技术,除了雷达式传感器外,另外一种非接触式测量技术就是超声波传感器,超声波传感器不但适用于液体测量,而且也适用于固体测量。

　　1　超声波式物位计的测量原理

　　超声波式物位计工作时,高频脉冲声波由一个压电陶瓷换能器(探头)发出,遇到被测物体(物料)表面反回,部分反射回波被同一换能器接收,转换成电信号。脉冲发射和接收之间的时间(声波运动时间)与换能器到物体表面的距离成正比,声波传输距离s与声速c和传输时间t之间的关系可用表示:s=c×t/2

　　需要注意的是:测的距离s值,表示的是探头到介质表面的距离,通过这个物体(物料)上空距离值就可以得到容器内的物料高度h

　　h=H-s

　　式中:H—料仓高度,探头到料仓内零料位的距离;s—超声波物位计实测到的物料上空距离;h—物料的实际高度。

　　2　超声波物位计的优点及应用

　　2·1　超声波物位测量是一种面向未来的先进测量方式,

　　具有以下优点:

　　(1)测量装置与被测介质不接触,可以测量粘稠,腐蚀性或磨蚀性的介质;

　　(2)安装调试简便,调试时无需加注或放空介质;

　　(3)应用广泛,不受密度,介电常数介质湿度的影响;

　　(4)传感器不会被污染;

　　(5)量程宽,可达斡70米。

　　2·2　应用范围

　　超声波物位计的技术可以应用于各个工业领域:(1)测量水,废水,污水,污泥浊水;(2)建筑材料,矿石;(3)塑料颗粒料仓;(4)固体物料存储仓;(5)露天料堆等等。

　　3　应用中遇到的问题及解决办法

　　超声波物位计在应用中时常遇到两类问题:

　　3·1　虚假回波信号

　　这在漏斗型料仓的料位测量中极易出现,工艺上一般把下料口选在料仓正中央,则超声波只能避开下料口出安装,如图:

　　超声波脉冲通过探头聚集,脉冲的发射就好象手电筒的光束,在这个锥形发射角的所有物体,都会造成很强的虚假回波,如图所示,在实际调试中,物料低于a点时,由于在a点处产生很强的虚假回波,并加载在有效回波信号上,超声波物位计极易产生虚假测量数据,对于虚假回波,厂家一般都提供相应的测试软件,以消除此类误差。在德国产VEGASON50系列超声波中,厂家提供测试软件vvo,通过安装此软件,计算机可以随时查看回波情况。在调试中根据实际料位通过记忆虚假回波而滤除虚假回波,便能彻底解决这一问题。

　　3·2　粉尘、蒸汽、烟雾对测量的影响

　　粉尘、蒸汽、烟雾会吸收信号,因此会影响回波信号,严重时可能会导致超声波失灵,特别是在冬季物料测量中。为解决这一难题,我们根据料仓形状,物料的性质,常用物料高度,设计安装了粗细不等的高压空气管道,通过调压阀对空气压力和流量进行调节,以保证对料面的粉尘、蒸汽、烟雾进行有效的吹扫,实用效果良好。由于超声波传感器的电子部件可以对声波运行时间进行校正,因此吹扫用空气对测量的准确性没有影响。简便有效,经济划算,计量准确,超声波物位计必将得到更大的推广和应用。