1、超聲波液位計(jì)測(cè)量原理 超聲波液位計(jì)是運(yùn)用聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)的衰減、 穿透能力和聲阻抗不同的性質(zhì)， 在被測(cè)介質(zhì)界面上產(chǎn)生反射和折射的原理工作的， 反射回波被探頭接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)， 所測(cè)距離與傳播時(shí)間成正比， 測(cè)量原理圖如圖1所示。 探頭與介質(zhì)液面間距離D 和聲波傳輸時(shí)間t的關(guān)系為： D = c· t/2； 介質(zhì)液位： L= E-D = E-c· t/2。 2、超聲波液位計(jì)技術(shù)特點(diǎn) （1） 非接觸式測(cè)量。 超聲波換能器安裝在介質(zhì)上方， 不與被測(cè)介質(zhì)接觸， 可對(duì)腐蝕性、 粘稠或有毒液體進(jìn)行測(cè)量， 免維護(hù)， 使用周期長(zhǎng)。 （2） 適應(yīng)性強(qiáng)， 應(yīng)用范圍廣 ， 不受介質(zhì)密度、 介電常數(shù)、 導(dǎo)電性的影響， 通用性好。 （3） 無(wú)機(jī)械可動(dòng)部位， 無(wú)磨損， 安裝拆卸方便，換能器內(nèi)壓電元件以聲頻振動(dòng)， 振幅小， 穩(wěn)定性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。 （4） 具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)， 常溫常壓下， 超聲波液位計(jì)是物料液位測(cè)量的選擇。 3、 超聲波液位計(jì)的選型 （1） 量程的選擇： 根據(jù)實(shí)際量程選擇相應(yīng)的液位計(jì)， 若被測(cè)介質(zhì)波動(dòng)劇烈， 應(yīng)選擇大一級(jí)別量程的型號(hào)。 此外， 需注意液位計(jì)盲區(qū)， 被測(cè)介質(zhì)的液位應(yīng)避免處于超聲波液位計(jì)盲區(qū)內(nèi)。 （2） 接線形式的選擇： 根據(jù)工作方式的不同分為兩線制、 四線制， 兩線制超聲波液位計(jì)其供電（D C24V） 與信號(hào)輸出 （4~20m A） 共用一個(gè)回路。 四線制超聲波液位計(jì)其供電 （D C24V或AC220V）與信號(hào)輸出 （4~20m A） 回路分離， 優(yōu)勢(shì)是發(fā)射功率大， 同時(shí)能夠提供高、 低位繼電器輸出， 增加可選功能。 （3） 探頭的選擇： 根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的探頭， 如腐蝕性介質(zhì)應(yīng)選用防腐探頭。 （4） 一體式或分體式的選擇： 正常情況下一般選用一體式液位計(jì)； 如需要繼電器開(kāi)關(guān)輸出來(lái)控制其他電器機(jī)構(gòu)， 需要在第二現(xiàn)場(chǎng)顯示則選擇分體式。 1、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)結(jié)合時(shí)域反射原理 （TD R） 、等效時(shí)間采樣和現(xiàn)代的功率回路技術(shù)， 發(fā)射高頻電磁脈沖沿導(dǎo)波桿傳播， 遇到被測(cè)物料表面后， 反射形成回波并由天線接收， 由超高速計(jì)時(shí)電路測(cè)量出電磁脈沖波的傳播時(shí)間， 根據(jù)TO F （Tim e ofFlight行程時(shí)間） 原理， 計(jì)算出被測(cè)介質(zhì)的液位，屬于接觸式測(cè)量方式。 液位計(jì)主要包括電子表頭和導(dǎo)波桿2個(gè)部分。 測(cè)量原理圖如圖3所示。 介質(zhì)液位L= E- （c· t/2） 。 其中， c為電磁波速度； t為電磁波從發(fā)射到回收經(jīng)歷的時(shí)間。 高頻電磁波到達(dá)物料表面形成回波后， 信號(hào)會(huì)減弱， 信號(hào)強(qiáng)度與物料的介電常數(shù)以及導(dǎo)電性成正比， 介電常數(shù)越大、 導(dǎo)電性越好， 回波信號(hào)越強(qiáng)。 回波信號(hào)是影響導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確性的一個(gè)重要因素。 一些品牌的產(chǎn)品， 采取底部回波檢測(cè)技術(shù)來(lái)不失波， 并采取一些誤差補(bǔ)償措施如氣相誤差補(bǔ)償?shù)龋?提高測(cè)量精度。 2、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)技術(shù)特點(diǎn) 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)主要具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1） 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的電磁波沿導(dǎo)體傳播， 衰減程度小， 能耗低， 且脈沖信號(hào)能量集中， 不擴(kuò)散，抗干擾能力強(qiáng)， 測(cè)量準(zhǔn)確。 （2） 適用于較低介電常數(shù)介質(zhì)的液位測(cè)量， 介電常數(shù)的大小只影響回波幅度大小， 不影響測(cè)量結(jié)果。 （3） 霧氣、 泡沫等引起的散雜信號(hào)對(duì)測(cè)量無(wú)影響。 對(duì)于有明顯的揮發(fā)性氣體、 泡沫、 液位波動(dòng)、 掛壁和結(jié)垢、 鼓泡或沸騰、 超低液位、 介電常數(shù)或比重變化的介質(zhì)場(chǎng)合， 均能有效進(jìn)行測(cè)量。 （4） 可用于介電常數(shù)相差很大的兩種液體界面的測(cè)量， 如油、 水界面。 （5） 測(cè)量不受介質(zhì)密度、 導(dǎo)電率和溫度的影響， 適用于高3、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的選型 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)探頭的配置決定了一些基本性能， 不同的探頭適用不同的測(cè)量對(duì)象， 因此選型時(shí)探頭的選擇十分重要。 根據(jù)探頭結(jié)構(gòu)的不同可分為3種類(lèi)型： 同軸桿式、 雙桿式和單桿式探頭。 （1） 同軸桿式探頭： 應(yīng)用廣泛的探頭型式，適用于清潔的低粘度液體， 被測(cè)介質(zhì)介電常數(shù)ε可低至1. 4， 并且可耐高溫高壓， 是所有導(dǎo)波桿中性能好的。 但由于其敏感的 “封閉” 電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)， 使同軸式探頭在掛料和結(jié)垢的應(yīng)用場(chǎng)合容易產(chǎn)生測(cè)量誤差， 因此不適用于掛料和結(jié)垢、 泡沫場(chǎng)合介質(zhì)液（料） 位測(cè)量。 （2） 雙桿式探頭： 桿為硬桿或鋼纜。 適用于粘度較大且有少量掛料的工況， 可測(cè)量液體或散狀固體。 其平行的導(dǎo)體設(shè)計(jì)方案不如同軸式設(shè)計(jì)方案靈敏度高， 被測(cè)介質(zhì)介電常數(shù)須ε＞2. 0。 “開(kāi)放” 的電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)能夠更的測(cè)量易掛料和結(jié)垢的介質(zhì)，膜狀的掛料對(duì)變送器的性能影響較小。 但在兩桿之間物料搭橋或在隔離件上結(jié)垢， 都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的反常， 應(yīng)避免。 并且向外擴(kuò)散的電磁場(chǎng)使對(duì)靠近它的物體的近場(chǎng)效應(yīng)更加敏感。 （3） 單桿式探頭： 桿為硬桿或鋼纜。 結(jié)構(gòu)的探頭， 是3種探頭型式中信號(hào)傳輸效率較低的一種， 被測(cè)介質(zhì)介電常數(shù)須ε＞10。 是 “開(kāi)放” 的電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)， 能忽視掛料和結(jié)垢， 也是受物體接近程度影響的探頭。 適用于粘度較大、 泡沫、 掛料和結(jié)垢的工況， 可測(cè)量液體或散狀固體。