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技術(shù)專(zhuān)欄
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超聲波液位計的原理及故障處理
超聲波液位計是由微處理器控制的數字液位儀表。
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(guò)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(shí)間來(lái)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(zhì)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(shí)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(shí)間T的關(guān)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域內的反射波與發(fā)射波重迭，無(wú)法識別，不能測量其距離值。
這個(gè)區域稱(chēng)為測量盲區。盲區的大小與超聲波物位計的型號有關(guān)。
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(guò)的時(shí)間成比例:
距離[m]=時(shí)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(wèn)題
出現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:
在超聲波持續零液位時(shí),*部燈亮,輸出電流為22mA。
而且隔一段時(shí)間后恢復液位時(shí),故障不能自動(dòng)解除,需關(guān)電重啟后正常,給客戶(hù)帶來(lái)不必要的麻煩甚至損失。
出現這種故障是安裝附件的選擇問(wèn)題。
它的另外一個(gè)與眾不同的特點(diǎn)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。
如果持續的零位,再加上安裝件選用金屬支架。
超聲波液位計就會(huì )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(diǎn)液位的回波信號會(huì )大于螺紋處的回波信號。
2.經(jīng)調試與重新編程后,*部故障燈常亮,輸出電流為22mA。
出現這種故障情況,經(jīng)實(shí)際查證,還是在編程與調試過(guò)程中,未能按照說(shuō)明書(shū)要求。造成的程序紊亂而自保狀態(tài)。
客戶(hù)在調試編程超聲波液位計時(shí),未能等到指示燈正常閃動(dòng),或則編程方法步驟根本不對,處于不穩定的編程調試。
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(jìn)行重新編程。
如果在未復位的情況下多次再編程,會(huì )出現以上故障。
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