超聲波液位計的工作原理和故障問題

超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。

在測量中超聲波脈沖由傳感器(換能器)發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉換成電信號，并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。 由于采用非接觸的測量，被測介質幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。

超聲波液位計由三部分組成:超聲波換能器、處理單元、輸出單元。

工作原理

超聲波物位計工作原理是由超聲波換能器(探頭)發(fā)出高頻脈沖聲波遇到被測物位(物料)表面被反射折回反射回波被換能器接收轉換成電信號.聲波的傳播時間與聲波的發(fā)出到物體表面的距離成正比.聲波傳輸距離S與聲速C和聲傳輸時間T的關系可用公式表示:S=C×T/2.

由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區(qū)域內的反射波與發(fā)射波重迭，無法識別，不能測量其距離值。這個區(qū)域稱為測量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計的型號有關。

探頭部分發(fā)射出超聲波，然后被液面反射，探頭部分再接收，探頭到液(物)面的距離和超聲波經(jīng)過的時間成比例:

距離 [m] = 時間×聲速/2 [m]

聲速的溫度補償公式:環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6×溫度

故障問題

出現(xiàn)故障指示燈常亮的情況主要有以下兩種,解決方案如下供參考:

1.在超聲波持續(xù)零液位時,頂部燈亮,輸出電流為22mA。而且隔一段時間后恢復液位時,故障不能自動解除,需關電重啟后正常,給客戶帶來不必要的麻煩甚至損失。

出現(xiàn)這種故障是安裝附件的選擇問題。它的另外一個與眾不同的特點是,超聲波的發(fā)射除了平面頭外,在螺紋這里也是有發(fā)射的。如果持續(xù)的零位,再加上安裝件選用金屬支架。超聲波液位計就會識別到支架部分的信號強度大于平面頭接收的信號強度。而金屬支架部分與發(fā)射波之間處于盲區(qū)距離。所以超聲波處于保護狀態(tài),故障燈常亮,輸出22mA。解決的辦法就是選用非金屬支架。因為選用非金屬支架后,螺紋處的發(fā)射波能穿透出去,而零點液位的回波信號絕對會大于螺紋處的回波信號。

2.經(jīng)調試與重新編程后,頂部故障燈常亮,輸出電流為22mA。出現(xiàn)這種故障情況,經(jīng)實際查證,還是在編程與調試過程中,未能按照說明書要求。造成的程序紊亂而自保狀態(tài)?？蛻粼谡{試編程超聲波液位計時,未能等到指示燈正常閃動,或則編程方法步驟根本不對,處于不穩(wěn)定的編程調試。如果多次反復未依要求編程調試,超聲波液位計將拒絕工作而自保。出現(xiàn)這種故障的解決方法是先將超聲波液位計按要求復位,再進行重新編程。如果在未復位的情況下多次再編程,會出現(xiàn)以上故障。