超聲波液(yè)位計廣泛應用於工(gōng)業生產中各種非接觸連續性液位測量,在使用前需經過液位計檢定裝置檢定合格。但超聲波液(yè)位計的測量精度(dù)極易受到(dào)溫度、濕度(dù)、粉塵、被測物液體的化學成分等多方麵因素(sù)的影響。本文(wén)就以安裝於室外的超聲波液位(wèi)計為(wéi)例,談談陽光照射對測量(liàng)精度的影響和應對方法。
根據(jù)超聲波液位計的(de)工作(zuò)原理可知,在介質壓力、溫度、密度、濕度等條件一定的情況下(xià),超聲波(bō)在該介質中傳(chuán)播速度是一個常數。因此,當測出超聲波由發射到遇到液麵反射被接收所需要的時間,則可換算出超聲波通過的路程,即得到了液位的數據。
用探頭(tóu)到罐底的距離-探頭到液位的距離=實際液位或者物位高度。
把液位高度轉換成4~20mA電流信號、1~5V電壓信號輸出。或者通過485通信,Hart通信,GPRS通信傳輸(shū)到控製中心。
把精度和溫度放在一起考慮是因為(wéi)在空氣中,溫度測量誤差(chà)1℃,對聲速的影響是0.6m/S,20℃,1個大氣壓下聲速(sù)約為340m/S。因此可以算(suàn)出,對測量誤差的影響是0.17%,也就是說,如果溫度測量誤差3℃,物(wù)位測(cè)量誤差就超過大部(bù)分廠家0.5%的標稱範(fàn)圍。因此實際0.5%的精度針對的是(shì)常溫常(cháng)壓下的。對偏高和偏(piān)低的溫度,都有可能導致測量精度超過0.5%的情(qíng)況。有溫度梯度,溫度變化快的場合,測量誤差也會因此(cǐ)增大。正是由於溫度對聲速(sù)具有較大的影響,所以在設計(jì)超聲波換(huàn)能器的時候,會在探頭裏(lǐ)嵌入一個溫(wēn)度傳感器,以測量環境的溫度,並采(cǎi)用溫度補償法來提高係統測量的精度。
當超聲(shēng)波液位計安裝於室外,尤其(qí)是在陽光照射的情況下,依(yī)然會出現測量不準、精度下降的情(qíng)況。究其原因是因為溫度傳感器作為探頭的一部分被保護(hù)材料(liào)密閉的封(fēng)裝在探頭裏,加之這種保護材料導熱性較低,易(yì)致探頭的溫度無法隨環境溫度實時(shí)變化。如果超聲波液位計被(bèi)安裝在無遮擋、陽光照射的戶外,其探頭在長(zhǎng)時間的陽光照射(shè)下,其溫度會持續升溫(wēn),比環境的溫度要高很多。而是安裝在探頭裏麵的溫度傳感器,其探測到的溫度實際上是探頭當時的溫度,而並不是環境的溫度。正是由於探頭(tóu)溫度與實際環(huán)境溫度的較(jiào)大差異,從而造成了超聲波液位計測量不準、精度下降的問題。
為了避免由於(yú)陽光照射對安裝在室(shì)外的超聲(shēng)波液位計的測量精(jīng)度造成的(de)影響,計為自動化采(cǎi)用了給超聲(shēng)波液位計加裝遮陽防護罩的應對方法。之所以采用遮陽(yáng)防護罩這種方法,是因為該方法具有以下(xià)優點:
(1)可(kě)以避免因陽光(guāng)照射引起的溫度變(biàn)化所導致的測量不準、精度下(xià)降(jiàng)的問題;
(2)可以避免長(zhǎng)時間照射引起的老化問題,使超聲波液位計的探頭(tóu)免受損壞,保(bǎo)證儀表正常工作;
(3)遇到(dào)雨水天氣,可以使得超聲波液位計免受雨水的滲(shèn)漏,避免儀(yí)表受損。
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