超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)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,通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號,并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來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(zhuǎn)換成電信號.聲波的傳播時間與聲波的發(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(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭,無法識別,不能測量其距離值。這個區(qū)域稱為測量盲區(qū)。盲區(qū)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)過的時間成比例:
距離 [m] = 時間×聲速/2 [m]
聲速的溫度補償公式:環(huán)境聲速= 331.5 + 0.6×溫度
出現(xiàn)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:
1.在超聲波持續(xù)零液位時,頂部燈亮,輸出電流為22mA。而且隔一段時間后恢復(fù)液位時,故障不能自動解除,需關(guān)電重啟后正常,給客戶帶來不必要的麻煩甚至損失。
出現(xiàn)這種故障是安裝附件的選擇問題。它的另外一個與眾不同的特點是,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(xù)的零位,再加上安裝件選用金屬支架。超聲波液位計就會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(qū)距離。所以超聲波處于保護(hù)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,而零點液位的回波信號會大于螺紋處的回波信號。
2.經(jīng)調(diào)試與重新編程后,頂部故障燈常亮,輸出電流為22mA。出現(xiàn)這種故障情況,經(jīng)實際查證,還是在編程與調(diào)試過程中,未能按照說明書要求。造成的程序紊亂而自保狀態(tài)??蛻粼谡{(diào)試編程超聲波液位計時,未能等到指示燈正常閃動,或則編程方法步驟根本不對,處于不穩(wěn)定的編程調(diào)試。如果多次反復(fù)未依要求編程調(diào)試,超聲波液位計將拒絕工作而自保。出現(xiàn)這種故障的解決方法是先將超聲波液位計按要求復(fù)位,再進(jìn)行重新編程。如果在未復(fù)位的情況下多次再編程,會出現(xiàn)以上故障。
一、雙法蘭大幅度波動
安裝地點:二氧化碳吸收塔。
故障現(xiàn)象:液位顯示頻繁在零位和一個相對固定值之間上下波動。
危害:不能正常調(diào)節(jié),容易出現(xiàn)串氣和超壓爆炸。
故障原因分析:負(fù)壓法蘭下部設(shè)備填料出現(xiàn)堵塞造成托液,致使負(fù)壓側(cè)頻繁出現(xiàn)氣液兩相或溶液空間被擠占。
處理:疏通阻塞并找出原因,防止再次出現(xiàn)。
提示:1、了解設(shè)備結(jié)構(gòu)和前后工藝過程,2、了解近一段時間的生產(chǎn)條件變化情況。3、要結(jié)合科學(xué)分析和數(shù)據(jù)計算判斷,要有說服力。
二、雙法蘭液位計顯示偏高并分時段波動
安裝地點:常壓儲罐
故障現(xiàn)象:儀表設(shè)置好后初期顯示正常,液位變化時會出現(xiàn)較大誤差,靜液面時分時段顯示波動。
危害:可能造成溢液或空罐而造成浪費或影響生產(chǎn)。
故障原因分析:1、導(dǎo)壓管(毛細(xì)管)可能泄露。2、介質(zhì)過于粘稠。3、罐體排氣不暢。
分析要點:液位計不可能堵塞,著重分析液位計本身和介質(zhì)性質(zhì),另外考慮環(huán)境影響。
檢查處理結(jié)果:通過分析基本排除設(shè)備和介質(zhì)影響,通過液位計分時段波動判斷其對溫度敏感,從而認(rèn)為可能是罐裝的導(dǎo)壓介質(zhì)不正常,毛細(xì)管有空隙。將負(fù)壓法蘭移至下方觀察一段時間,有所改善,從而判斷為負(fù)壓毛細(xì)管有氣隙。將毛細(xì)管拆除后故障排除。
提示:如果罐裝不正常的是正壓側(cè),此故障無法排除,智能更換變送器。