从入门到精通，全方位带你了解超声波液位计的特点和故障诊断

在许多生产环节中，需要对物料位置进行跟踪和监控，并将获得的数据反馈到控制系统中，进行系统的开闭和联锁控制，以保证工业生产的正常运行。发电厂冷却水塔水位与冷却泵和机组有重要的电气联锁关系，因此水位计是否反映水位，是否反馈给控制系统，关系到机组的稳定性。超声液位计不仅测量范围广，而且可用于rs485通信和编程。这种液位计通常用来测量容器和储罐的物料水平。

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超声液位计具有以下特点：

(1)高能量。超声液位计的高能量能穿透粉尘、蒸汽、泡沫等干扰物体，即使表面附着在1cm以上，也能通常测量超声液位传感器。

(2)低频。频率与传输距离和波长有关。频率越低，穿透力越强，波长越大，能量越大。频率越低，超声波穿透能力越强，其它材料的干涉越弱，超声波反射强度得到保证，超声水平仪可以将发射频率降低到40hz，可以进一步测量距离。

(3)自动增益。超声液位计可以根据工作条件、位置和环境的不同确定声波的回波能量，并可以自动调增益。

(4)回波识别技术。在恶劣的工作条件下，对声波中的杂波进行识别是消除干扰波的必要条件，超声波水平仪采用雷达测距回波技术对噪声波进行识别。

(5)知识产权保护水平。国家标准gb4208-84和国际电工委员会标准iec529-76关于壳体保护水平是p65防水和p68潜水型。在保护水平的选择上，考虑到冷却水塔环境湿润、水蒸气充足，选用保护水平ip68的探头来防止传感器探头的腐蚀和损伤。

(6)盲区。频率越低，盲区越大，参照相关选择表中列出的数据，并根据现场实际情况，应尽可能小地选择盲区，以满足产品的实际情况。您可以修正软件参数中的一些盲区参数，以便降低升级硬件所需设备的成本。

(7)频率。根据江南地区的外界环境和季节因素，选用30000hz传感器对冷却塔液位进行监测，保证了液位参数的准确性。

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一.工作机制

接收机接收到探测器的超声波后，将发射波与回波的时间差转换为探测器与材料的直接距离，即获得材料层的高度。

二.安装所遵循的原则

1.发射表面与最低水平之间的距离应小於水平表的范围。

2.发射表面与最高水平之间的距离须大於水平表的盲区。

3.探头表面与被测表面平行，使声波垂直传输到被测表面，以确保最大能量信号返回和精度。

三.超声波水平仪安装中应注意的问题

1.探头的下部应尽可能避免在液位发生剧烈波动的位置，如进出口。

2.它一般安装有法兰或螺纹，不建议提升，这很容易受到风的影响，使水平仪能够震动和影响测量精度。

3.探头应安装在与墙的距离处。

4.超声波束辐射范围不得有障碍，安装时应尽可能避免任何自动扶梯、管道、搅拌器等。

5.不要在同一容器内安装多个超声波水平仪。

6.安装地点应尽可能远离易受强电磁干扰的设备。

7.对于顶部有拱形的容器，屋顶的中心应偏离安装，以避免形成多次反射。

8.应尽可能在顶部中心安装带平顶的锥形容器。

9.凡有可能，应避免在液体容易堆积泡沫、浮动或挥发时安装。必要时可添加导体。

10.试着不要再安装水蒸气。

11.安装位置应避免强烈振动。

12.在露天安装时，须安装防护罩。

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超声波水平仪常见故障：

一、故障现象：没有信号或强烈的数据波动。

原因：用超声水平仪测量几米的距离是指平静的水面。例如，一台5米范围的超声波水平仪，一般是指测量平静水的最大距离为5米，实际工厂将6米。当容器发生搅动时，表面不平静，反射信号会减少到正常信号的一半以下。

解决办法：

1．采用较大的超声波水平仪测量范围，如果实际测量范围为5米，则测量范围为10米或15米。

2.如果超声波水平仪没有更换，且液舱内液体是非粘性的，也可以安装导管，并且可以将超声波水平仪探头置于导管内测量水平仪的高度，因为导管内液面基本稳定。建议将双线超声水平仪改为四线超声水平仪。

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二、故障现象：超声液位计一直在搜索，或显示波损失状态。

原因：泡沫吸收超声明显，使回波信号很弱。因此，当液体表面积超过泡沫覆盖面积的40-50%时，超声波液位计发出的信号会吸收大部分信号，导致液位计不接收反射信号。这与泡沫的厚度和泡沫的覆盖度无关。

解决办法：

1.在波导中安装超声波水平仪探头，并将其放在波导中，以测量水平仪的高度，因为波导中的泡沫大大减少。

2.改为雷达水平仪测量，雷达水平仪可以穿透到5厘米以内的泡沫。

3水箱内的高温或影响超声波水计的测量。

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三、断层现象：当水面接近探针时，可以进行测量。当水温较低时，超声波水位计的测量是正常的。

原因是：30～40℃以下的液体介质一般不会产生蒸汽和雾，超过此温度容易产生蒸汽或雾，超声液位在蒸汽排放过程中会下降一次，从液体反射回到衰减时间，最后回到探头超声信号弱，因此无法测量。在这种环境下，超声液位探头易水珠，水珠会阻碍超声波的发射和接收。

解决办法：

1.为了提高测量范围，罐体的实际高度为3米，应选择6-9米的超声水平仪。蒸汽或雾对测量的影响可以减小或减小。

2.探头应由聚四氟乙烯或聚四氟乙烯制成，并应制成物理密封型，而且该探头不易凝固其发射表面的水滴。其他材料的发射表面，水珠更容易凝固。

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四、故障现象：超声波水平仪的数据跳动不规则或只是没有信号。

原因：将会有大量的电机、逆变器和电焊接在工业现场将影响超声波电平计的测量。电磁干扰将超过探头接收到的回波信号。

解决办法：

1.超声波电平表必须可靠地接地，接地后，电路板上的一些干扰穿过接地线。地面将被单独接地，不能与其他设备共享。

2.电源不得与变流器或电机相同，也不得从电源系统直接启动。

3.安装地点应远离变频器、变频电机和大功率电气设备。如果你不能离开它，你将需要包装一个金属盒子外面的水平米隔离屏蔽，这个盒子将被接地。

五、失败：全程或任意数据的发生。

原因：超声波水平仪有盲区，一般在5米内，盲区为0.3-0.4米。10米内的距离是0.4-0.5米。进入盲区后，超声波会出现任意值，不能正常工作。

解决办法：

应考虑盲区的高度，探测器与最高水位的距离必须大于盲区。