超声波物位计

超声波物位计

- 能提供连续的物位测量

1 基本原理

超声波物位变送器被安装在罐体的顶部，并且向下将超声波脉冲发射进罐内。以音速传播的脉冲被从液体表面反射回变送器。变送器测量了被发射和被接收回波信号之间的时间延迟值，并且通过电路板上的微处理器使用下列公式计算距离液面的距离：

距离 = (音速 x 时间延迟值) / 2

 

图2.3.1 超声波变送器示意图

将盛放有被测量介质容器底部（通常为罐的底部）的参照点输入到变送器的程序中之后，由微处理器计算液体深度。

2 优点

可以容易地将超声波变送器安装到空罐或者含有液体罐上。设置简单，并且可以使用装置自带的编程功能在几分钟的时间里配置这些装置。

因为不会与介质接触和不包含活动部件，实际上该装置是免维护的。接液件材料由抗腐蚀性的PVDF制成，并且能耐受冷凝蒸汽所产生的腐蚀。

因为装置是非接触的，物位的测量将不受液体密度、介电常数或粘度变化的影响，并且在水和许多化学品中都能很好地测量物位。

过程温度变化将改变穿过液体上方空间超声脉冲的速度，但是内置温度补偿会自动地更正速度。过程压力变化不会影响测量。

3 局限性

超声波变送器依靠声波飞行期间不被影响的脉冲进行工作。应避免产生会形成浓的水气、蒸汽或者水气层的液体（在这种情况下使用雷达变送器）。因为脉冲需要在空气介质中传播，所以无法在真空条件下使用超声波变送器。

构件材料通常将过程温度限制在大约158°F（70°C）左右，和将过程压力限制在43 psi（3 bar）。

液体表面的条件也是重要的。虽然能够忍受某些涡流，但是形成的泡沫常常减弱返回的回波。

罐内的障碍物（例如管子、加强杆和搅拌器）会导致伪回波，但是大多数的变送器均拥有允许屏蔽或忽略这类伪回波的高级软件算法。

可以在盛装了干燥作物（例如粒料、谷粒或者粉末）的料仓中使用超声波变送器，但是很难确定表面波速角这样的因素，并且必须考虑除尘要求和使用的长度范围。导波雷达变送器更适合用于干燥物料的物位测量。