超聲波技術(shù)

超聲波是一種非接觸式液位測量方法，它使用聲波來確定要測量的過程材料。

超聲波變送器通過將壓電換能器產(chǎn)生的聲波發(fā)送到被測介質(zhì)來進(jìn)行操作。該設(shè)備測量反射的聲波返回到換能器所花費(fèi)的時(shí)間長度。

成功的測量取決于過程材料從直線向傳感器的反射。

但是，有多種影響返回信號的因素。諸如灰塵，重蒸氣，油箱阻塞，表面湍流，泡沫甚至表面角度之類的因素都會影響返回信號。

這就是為什么在使用超聲波測量時(shí)必須考慮確定聲音特性的條件的原因。

超聲波變送器要考慮的其他問題包括：

真空應(yīng)用

• 聲音必須通過介質(zhì)（通常是空氣）傳播
• 空氣分子的缺乏阻止了聲波的傳播

表面狀況

角度

• 聲波必須沿直線發(fā)送和接收
• 反光表面必須平坦（即非攪動(dòng)/非湍流狀態(tài)）

違規(guī)行為

• 聚集在液體表面的泡沫和其他碎屑會吸收聲波并阻止其回聲傳播到傳感器

溫度極限

• 超聲波裝置通常是塑料，高溫度為140˚F（60˚C）
• 過程溫度變化可能會產(chǎn)生不準(zhǔn)確的讀數(shù)

壓力極限

• 超聲波設(shè)備不適用于極限壓力極限
• 大工作壓力不應(yīng)超過30 PSIG（2巴）

環(huán)境條件

• 超聲波設(shè)備應(yīng)安裝在可預(yù)測的環(huán)境中
• 蒸氣，冷凝濕氣和其他污染物會改變通過空氣的聲速，從而大大影響返回信號的準(zhǔn)確性

超聲波，雷達(dá)或激光測量等空中測量原理的流行優(yōu)勢是，測量信號永遠(yuǎn)不會與被測產(chǎn)品接觸。但是，如果您考慮一下，這種“事實(shí)”并不完全正確。以超聲波為例：當(dāng)聲能離開換能器時(shí)，它以每秒1,125英尺的速度在空氣中傳播，直到到達(dá)目標(biāo)（即液面）為止。

與所有其他“非接觸式”液位測量類似，在某個(gè)點(diǎn)上，測量信號必須先與液面接觸，然后液面才開始返回傳感器。這不僅解釋了為什么傳感器和液體表面之間的空氣質(zhì)量可能會成問題，而且還解釋了為什么需要考慮液體表面的質(zhì)量。它在往返過程中拾取的每個(gè)干擾都會干擾信號中的實(shí)際電平測量信息

重要的是要理解，如果正確使用超聲波變送器，它將提供一個(gè)明智的解決方案。請記住，超聲波變送器與接收到的回波一樣好。

導(dǎo)波雷達(dá)（GWR）技術(shù)

導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)（GWR）是一種接觸液位測量方法，它使用探針引導(dǎo)高頻電磁波從發(fā)射器向下傳播到被測介質(zhì)。

GWR基于時(shí)域反射法（TDR）原理，該原理是一種電子測量技術(shù)，已在各種工業(yè)測量應(yīng)用中使用了數(shù)十年。它的非常好個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是電纜損壞的位置。然而，在物位測量中，TDR僅使用了十多年。

使用TDR，可沿探頭引導(dǎo)低能電磁脈沖。當(dāng)脈沖到達(dá)被測介質(zhì)的表面時(shí)，脈沖能量會從探頭向上反射到電路，然后電路根據(jù)所發(fā)送的脈沖與反射的脈沖之間的時(shí)間差來計(jì)算液位。傳感器可以通過其模擬輸出將分析后的液位作為連續(xù)測量讀數(shù)輸出，也可以將這些值轉(zhuǎn)換為可自由定位的開關(guān)輸出信號。

GWR適用于各種液位測量應(yīng)用，包括：

不穩(wěn)定的工藝條件

• 粘度，密度或酸度的變化不會影響精度

攪拌面

• 沸騰的表面，灰塵，泡沫，蒸氣不會影響設(shè)備性能
• 循環(huán)流體，螺旋槳混合器，曝氣池

極限運(yùn)行極限

• GWR在高達(dá)600ºF（315ºC）的極端溫度下表現(xiàn)良好
• 能夠承受高達(dá)580 PSIG（40 Bar）的壓力

細(xì)粉和粘性液體

• 用過的食用油的真空罐
• 油漆，乳膠，動(dòng)物脂肪和大豆油
• 鋸屑，炭黑，四氯化鈦，鹽，顆粒

GWR常見的誤解之一是產(chǎn)品堆積在探頭上的影響。有人會認(rèn)為，如果您有大量的產(chǎn)品粘附在探頭上，或者在整個(gè)探頭的整個(gè)長度上都有一層產(chǎn)品涂層，則該信號會誤識別真正的液體表面。

       實(shí)際上，高級GWR技術(shù)并非如此。GWR的雷達(dá)信號在探頭周圍有一個(gè)很大的檢測區(qū)域，覆蓋了覆蓋幾英尺的360˚區(qū)域。當(dāng)此脈沖能量與探針上的大量產(chǎn)品接觸時(shí)，將返回信號并進(jìn)行分析，以查看其是否為真正的液位。

       由于液位總是比粘在探頭上的較小質(zhì)量的信號返回更大，因此液面很容易識別。過去十年來開發(fā)的先進(jìn)算法使這種接觸式液位測量成為了粘流體應(yīng)用的理想解決方案。

       GWR在水平行業(yè)中的優(yōu)勢是無限的。與舊技術(shù)不同，GWR提供的測量讀數(shù)與接觸介質(zhì)中的化學(xué)或物理性質(zhì)無關(guān)。此外，GWR在液體和固體中的表現(xiàn)同樣出色。

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