一體分體式超聲波液位計傳感器探頭物位儀變送器4-20mA水位計控制

超聲波液位計是一臺博采眾長，吸取了國內多種物位儀優點，實現了全數字化、人性化設計理念的通用型物位儀，具有完善的液/物位測控功能，超聲波液位計主芯片采用進口工業級單片機，數字溫度補償和寬電壓輸入穩壓等，相關專用集成電路，超聲波液位計具有抗干擾性強，可任意設置上下限節點及在線輸出調節，并帶有現場顯示，由于為非接觸式檢測方式，較其它儀器更衛生，更耐潮濕、粉塵、高濕、腐蝕氣體等惡劣環境，具有高可靠，無污染，性能穩定，價格低廉等特點，因此可廣泛應用于與物體，料位，液位測控相關的各個領域。

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工作原理：

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超聲波液位計工作原理如圖所示，超聲波液位計一般采用收發合一的陶瓷超聲波換能器，聲波的發射和接收都由同一個探頭完成，探頭向被測液面發射超聲波信號，超聲波由探頭經傳播介質傳播至被測液面，在液面上形成反射，反射波沿原路徑傳播至探頭，被探頭接收。

主要特點：

?·電路設計從電源部分起就選用高質量的電源模塊，元器件選擇進口高穩定可靠的器件，完全可以替代同類型國外進口儀表。

?·磚利的聲波智能技術軟件可進行智能化回波分析，無需任何調試及其它的特殊步驟，此技術具有動態思維、動態分析的功能。

?·聲波智能磚利技術，使儀表的精度大大提高，液位精度達到0.3％，能夠抗各種干擾波。

?·非接觸式儀表，不跟液體直接接觸，因此故障率低。儀表提供多種安裝方式，用戶完全可以通過本手冊進行儀表標定。

?·儀表的所有輸入、輸出線均具有防雷、防短路的保護功能。

技術指標:

測量范圍：??????0～15m（根據實測量程選定）

盲? ? ??區：? ? ? 0.25m～0.6m

測距精度：??????0.3%（標準條件）

測距分辨率：? ?1mm

壓? ? ??力：??????常壓

儀表顯示：??????自帶LCD顯示液位或空間距離

模擬輸出：??????4～20mA

數字輸出：??????RS485、Modbus協議或定制協議

供電電壓：??????DC24V/AC220V，防雷裝置內置

環境溫度：??????－20℃～＋60℃

防護等級：??????IP65

外形尺寸：

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安裝方法：

超聲波液位計開敞環境下一般采用支架安裝方式，用儀表自帶法蘭固定；池或罐在安裝位置上割一個略大于探頭直徑（60mm）的圓孔，將儀表放入，然后將法蘭自下而上旋緊；安裝必須保證儀表的探頭面與被測液面水平。

1）探頭發射面到低液位的距離，應小于選購儀表的量程。

2）探頭發射面到高液位的距離，應大于選購儀表的盲區。

3）探頭的發射面應該與液體表面保持平行。

4）探頭的安裝位置應盡量避開正下方進、出料口等液面劇烈波動的位置。

5）若池壁或罐壁不光滑，儀表安裝位置需離開池壁或罐壁0.5m以上。?

6）若探頭發射面到高液位的距離小于選購儀表的盲區，需加裝延伸管，延伸管管徑大于120mm，長度0.35m～0.50m，垂直安裝，內壁光滑，罐上開孔應大于延伸管內徑，或者將管子通至罐底，管徑大于100mm，管底留孔保持延伸管內液面與罐內等高。

安裝注意事項：

1）儀表在室外安裝建議加裝遮陽板以延長儀表使用壽命。

2）電線、電纜保護管，要注意密封防止積水。

3）儀表雖然自身帶有防雷器件，但儀表在多雷地區使用時，建議在儀表的進出線端另外安裝專用的防雷裝置。

4）儀表在特別炎熱、寒冷的地方使用，即周圍環境溫度有可能超出儀表的工作要求時，建議在液位儀周圍加設防高、低溫裝置。

超聲波液位計在自來水廠的應用：

液位的測量廣泛用于國民生產、生活的諸多領域，近年來,隨著電子技術和數字技術的不斷進步,超聲波液位計得到了長足發展，它具有精度高、非接觸、干擾因素少、價格低廉、使用方便的優點，特別是在水處理過程中,超聲波液位計在自控系統中起著至關重要的作用。

2、超聲波液位計的工作原理
超聲波液位計由傳感器(探頭)和變送器組成。傳感器受電激勵后向被測介質發出一個超聲波脈沖,該脈沖穿過空氣到達介質表面后被反射回來,部分反射的回波被同一傳感器(此時作為接收器)接受,并轉換成電信號。變送器的電子檢測系統檢測到這一信號后,將其轉變為液位信號進行顯示。同時,將液位信號轉變為4～20mA電流信號傳送給上位機(PLC)參與過程控制。超聲波脈沖以聲速傳播,從發射到接收所用的時間,既脈沖的傳輸時間t與傳感器到介質表面的距離D成正比。
距離D根據聲速C和傳輸時間t得出下列公式:
D=C× t/2
在空氣的正常條件下,聲速為C=340m/ s 。
由于發射的超聲波脈沖有一定的寬度,使得在傳感器較近的小段區域內反射波與發射波重迭,傳感器無法識別,不能測量其距離值。這個區域稱為測量盲區。盲區的大小與超聲波液位計的型號有關。大的測量范圍取決于空氣對超聲波的衰減以及脈沖從介質表面反射的強度。
通過傳感器發射并接收超聲波可測得傳感器到液面的高度D,只要將傳感器到構筑物底部的距離L輸入到變送器的矩陣內,即可測得介質的液位高度d=L-D。測量的精度可達毫米。使用時可將被測介質的液位上、下限輸入到變送器矩陣內,以便及時輸出上、下限報警。
3、超聲波液位計在加藥系統中的控制與監測
自控加藥系統中超聲波液位計作為液位測量的再現儀表,可實時監測儲藥池和加藥罐的液位,并將液位信號反饋給PLC,PLC以此為依據啟動程序,發出相應指令。保證凈水劑的自控調制和補給。
(1)經超聲波液位計檢測,儲藥池液位若達0.3m時為下限報警,以便及時補充藥液。
(2)若正在使用的加藥罐液位達下限0.3m,則報警。超聲波液位計將信號反饋給PLC,PLC啟動相應程序。
(3)打開備用高液位加藥罐出口電磁閥,關閉已達下限的加藥罐出口閥門。同時啟動轉液泵,并打開儲藥池出口電磁閥和空加藥罐入口電磁閥。
(4)待藥液到達規定液位時,關閉轉液泵及相應閥門。同時啟動鼓風機,打開鼓風機出口電動閥及此加藥罐的風、水入口電磁閥。
(5)待加藥罐液位到達一個新的規定上限(此時加藥罐內已配制好相應濃度的凈水劑,并經風力攪拌已混合均勻。藥液的濃度經PLC計算得出。),關閉此罐風、水電磁閥。同時,關閉鼓風機及其出口電動閥。至此,凈水劑自控調制完畢,以作備用。
(6)當新投產的加藥罐液位逐步下降達0.3m時,重復2～5程序。以確保凈水劑投加的連續性。
超聲波液位計自控凈水劑調制及補給原理如圖2所示:? ? ?
4、超聲波液位計對排污系統的控制
在制水生產過程中,需要對排污池液位進行實時的監測和控制。首先在變送器矩陣內設置排污池液位的上、下限。變送器將實際檢測的液位與矩陣內設置的上、下限值進行比較。當液位達到上限值時,變送器上限常開觸點DO1閉合,配合低壓電氣回路啟動潛污泵。同時,變送器輸出報警,可外接警鈴/閃光燈。提醒值班人員注意,排污池內污水高度已達上限,到現場檢查潛污泵是否已自動啟運。否則,可采用現場手動啟運潛污泵。防止污水溢出的生產事故發生。隨著污水的排出,液位下降。當實際測量值達到液位下限,變送器內常閉觸點DO2斷開,切斷控制回路,停運潛污泵。這樣,就保證了排污池液位始終處在一個非常的生產高度上?？刂圃砣鐖D3所示:
5、超聲波液位計的使用要點
(1)調節好超聲波傳感器距液面的高度。過遠,探頭接收的信號太弱;過近,進入探頭盲區,無法分辨。(2)保證探頭表面垂直正對被測液面,水平度控制在2o。同時,保證探頭發射的超聲波波速所 的區域內不得有障礙物,應避開罐內人梯、限位開關、管道等。正常情況下,變送器ECHO LED二極管會閃,接收到回波時,傳感器附近能聽到噠、噠聲。(3)超聲波的抗電磁干擾性能不好,附近的用電設備易對它造成影響。信號線應有獨立的穿線管,遠離動力線和照明線。保證信號屏蔽良好,穿線管應使用導電鋼管,屏蔽層采用單點接地,避免回路的電位差干擾儀表。(4)為防止信號線接觸不好,在信號線中間盡量不留接頭,接線端子壓接處不能有任何松動,不然接觸電阻將較大。必須有接頭則需焊接,減少隱患。(5)信號線尤其是接頭處受潮,會造成信號紊亂。當信號線須走纜溝時,需在纜溝支架上敷設。
6、結語
在自來水廠生產自動化的發展進程中,每個生產環節都在向數字化邁進。超聲波液位計作為測量和控制的重要單元,在水處理生產過程中起著關鍵性作用。齊齊哈爾瀏園水廠自九五年投產以來在取水泵站、藥劑樓、凈化間、送水泵房、排水泵房等處使用超聲波液位計用于生產的測量與控制。經過十余年的實踐證明,超聲波液位計具有性能穩定、測量范圍大、易于維護等諸多優點,其發展空間必將十分廣闊。