
Ультразвуковой датчик уровня – это бесконтактный прибор для измерения уровня, который использует принцип отражения ультразвуковых импульсов для измерения уровня жидкости или высоты твердых материалов. Он излучает ультразвуковые волны через датчик (преобразователь); при столкновении с пов...
Ультразвуковой датчик уровня — это бесконтактный прибор для измерения уровня, который использует принцип отражения ультразвуковых импульсов для измерения уровня жидкости или высоты твердых материалов. Он излучает ультразвуковые волны через датчик (преобразователь); при столкновении с поверхностью измеряемой среды звуковые волны отражаются обратно. Прибор рассчитывает разницу во времени между передачей и приемом для определения расстояния, а затем преобразует его в высоту уровня жидкости. Ниже приведены его основные характеристики и подробные области применения:
1. Принцип работы
- Передача и прием: зонд излучает высокочастотные ультразвуковые волны (обычно 20 кГц–200 кГц). При достижении поверхности жидкости волны отражаются обратно, и прибор регистрирует время эха.
- Расчет разницы во времени: уровень жидкости рассчитывается по формуле (скорость звука зависит от температуры, что требует температурной компенсации).
- Измерение высоты пустоты: обычно измеряет расстояние от поверхности жидкости до датчика, а затем преобразует его в фактический уровень жидкости с использованием заранее установленной высоты емкости.
2. Основные типы
- Интегральный тип: датчик и передатчик интегрированы, что обеспечивает простую установку, подходящую для небольших емкостей.
- Раздельный тип: датчик и передатчик разделены, подходит для высокотемпературных или удаленных сценариев передачи.
- Коррозионно-стойкий: изготовлен из PVDF или тефлона для коррозионных сред (например, кислот, щелочей).
3. Основные преимущества
- Бесконтактное измерение: отсутствие контакта со средой, что исключает износ; подходит для коррозионных или вязких жидкостей.
- Универсальное применение: измеряет жидкости, суспензии и гранулированные твердые вещества (например, зерно, пластиковые гранулы).
- Экономичность: более экономичен, чем радарные датчики уровня.
- Отсутствие движущихся частей: минимальное техническое обслуживание и длительный срок службы.
4. Типичные области применения
- Водоочистка: контроль уровня жидкости в резервуарах для сточных вод, отстойниках и водохранилищах.
- Химическая промышленность: измерение уровня кислот и щелочей в открытых резервуарах (требуется коррозионно-стойкая конструкция).
- Продукты питания и напитки: санитарные измерения для молока, фруктовых соков и т. д.
- Сельское хозяйство: мониторинг уровня в зерновых силосах и кормовых башнях.
5. Ключевые параметры выбора
- Диапазон: обычно 0,5–15 метров (для больших диапазонов требуются увеличенные размеры датчика).
- Частота датчика:
- Низкочастотная (20–50 кГц): сильная проникающая способность, подходит для больших расстояний и запыленных сред.
- Высокочастотный (100–200 кГц): высокая точность, подходит для коротких расстояний и летучих жидкостей.
- Средняя температура: тип для окружающей температуры (-20–60 °C), тип для высоких температур (до 150 °C).
- Выходной сигнал: 4–20 мА, RS485, релейная сигнализация и т. д.
6.Рекомендации по установке
- Избегайте препятствий: убедитесь, что акустический путь свободен от помех, таких как мешалки или трубопроводы.
- Устанавливайте перпендикулярно поверхности жидкости: датчик должен быть выровнен по вертикали с уровнем жидкости, чтобы предотвратить затухание эха, вызванное наклоном.
- Влияние пены/пара: пена поглощает звуковые волны, а пар изменяет скорость звука. Будьте осторожны при выборе модели или установите волновод.
- Мертвая зона: поддерживайте достаточную мертвую зону под датчиком (обычно 0,3–1 метр) для обеспечения возможности измерения.
7. Ограничения и меры противодействия
- Скорость звука зависит от окружающей среды: изменения температуры и давления влияют на скорость звука; используйте внутреннюю компенсацию температуры или внешние датчики температуры.
- Неприменимо в вакууме/высоком давлении: ультразвук требует среды для распространения; в условиях вакуума или высокого давления (например, резервуары для хранения СПГ) необходимо использовать радар.
- Высоколетучие среды: пар может вызывать ошибки измерения; можно выбрать высокочастотные преобразователи или трубки с направленными волнами.
8. Устранение распространенных неисправностей
- Потеря эха: проверьте преобразователь на наличие загрязнений или неправильного выравнивания; очистите или перекалибруйте.
- Колебания данных: могут быть вызваны колебаниями уровня жидкости или помехами; увеличьте настройки демпфирования или установите стабилизаторы потока.
- Обледенение при низких температурах: подогрев датчика является дополнительной функцией.
Ультразвуковые датчики уровня широко используются в области защиты окружающей среды, химической переработки и других секторах благодаря своей экономичности и простоте использования. Однако в сложных условиях (например, высокое давление, высокая летучесть) следует рассмотреть альтернативные варианты: радар или радар с направленными волнами. Правильный выбор и установка имеют решающее значение для обеспечения точности измерений.