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超聲波液位計的技術指標主要有哪些
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、性能優良的非接觸式液位測量設備，在石油、化工、污水處理、水利水文及食品加工等行業中有著廣泛應用。由于超聲波的主要技術指標對其具體應用有著直接影響，所以為更好地應用超聲波液位計，了解超聲波液位計的技術指標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
量程和盲區是反映超聲波液位計的兩個重要指標。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，這些都是有可能導致量程不能達到標稱值的。
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。可知，溫度對測量誤差的影響是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，在一些揮發性液體的場合，液體的揮發導致空氣成分發生變化，接著導致氣體聲速的變化，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，因為吊裝易受風的影響，引起測量誤差。安裝時，還要考慮盲區的影響，要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區。為避開盲區，在用加長導管安裝的時候，必須注意探頭輻射面兩端與導管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側出現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，那么要垂直對準液面就越困難。
五、正負壓力
負壓情況下，一般不推薦使用超聲測量，因為超聲是借助氣體來實現傳播的。負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構的影響，只要探頭結構不存在問題，沒有漏氣現象，在大的壓力情況下超聲液位計也是可以工作的。
六、腐蝕性和揮發性
腐蝕性主要考驗的是超聲波液位計探頭的材質。一般來說，在弱酸弱堿的環境中，使用普通的塑料外殼完全沒有問題。但在強酸強堿的情況下，則最好使用能夠耐大部分強酸強堿的聚四氟乙烯外殼。
另外，還需注意的是，如果被測物質的腐蝕性和揮發性較強，在用一體式超聲波液位計時，最好對電路板進行膠縫處理。因為大部分防水殼體，都不能防止氣體進入，而氣體進入設備后，則存在腐蝕電路板的風險。
以上就是“超聲波液位計的技術指標主要有哪些”的相關介紹，如欲了解更多物位開關（料位開關、液位開關）、液位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
一、超聲波液位計的量程和盲區
量程和盲區是反映超聲波液位計的兩個重要指標。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，這些都是有可能導致量程不能達到標稱值的。
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。可知，溫度對測量誤差的影響是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，在一些揮發性液體的場合，液體的揮發導致空氣成分發生變化，接著導致氣體聲速的變化，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，因為吊裝易受風的影響，引起測量誤差。安裝時，還要考慮盲區的影響，要在物理上保證最高液面到探頭表面的距離大于盲區。為避開盲區，在用加長導管安裝的時候，必須注意探頭輻射面兩端與導管端面兩端形成的夾角要大于換能器的銳度角（銳度角：波束兩側出現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，那么要垂直對準液面就越困難。
五、正負壓力
負壓情況下，一般不推薦使用超聲測量，因為超聲是借助氣體來實現傳播的。負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構的影響，只要探頭結構不存在問題，沒有漏氣現象，在大的壓力情況下超聲液位計也是可以工作的。
六、腐蝕性和揮發性
腐蝕性主要考驗的是超聲波液位計探頭的材質。一般來說，在弱酸弱堿的環境中，使用普通的塑料外殼完全沒有問題。但在強酸強堿的情況下，則最好使用能夠耐大部分強酸強堿的聚四氟乙烯外殼。
另外，還需注意的是，如果被測物質的腐蝕性和揮發性較強，在用一體式超聲波液位計時，最好對電路板進行膠縫處理。因為大部分防水殼體，都不能防止氣體進入，而氣體進入設備后，則存在腐蝕電路板的風險。
以上就是“超聲波液位計的技術指標主要有哪些”的相關介紹，如欲了解更多物位開關（料位開關、液位開關）、液位計（料位計、液位計）等物位測量儀表方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術有限公司市場部2020年11月10日發布）
TAGS : 超聲波液位計
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